Een team van onderzoekers van de Universiteit van Adelaide doet fundamenteel onderzoek naar nieuwe soorten hoogwaardige, goedkope op metaal gebaseerde elektrokatalysatoren die de sleutel vormen tot de ontwikkeling van duurzame energieoplossingen en helpen om koolstofneutraliteit te bereiken. Ze ontwikkelen katalysatoren die kunnen worden "afgestemd" op verschillende toepassingen.

Een elektrokatalysator is een katalysator die de snelheid van de oxidatie- en reductiereacties in een elektrochemische cel of elektrolyseur verhoogt. Verbeteringen in de prestaties van elektrokatalysatoren verbeteren de efficiëntie van het apparaat, die van cruciaal belang zijn voor het opslaan en omzetten van hernieuwbare energie die wordt gegenereerd door afgelegen zonne- en windparken.

"Katalysatoren met één atoom zijn veelbelovende kandidaten voor de volgende generatie zeer efficiënte elektrokatalysatoren", zegt professor Shizhang Qiao van de Universiteit van Adelaide, directeur van het Center for Materials in Energy and Catalysis, die het team leidt.

"Ze profiteren van een hoog atomair gebruik - hoe efficiënt materialen worden gebruikt in een reactie, wat helpt om de kosten van energieopwekking en conversietoepassingen te verlagen. De eenvoud van de geometrische structuur beperkt hun toepassing echter.

"We werken aan een nieuwe klasse van gecorreleerde katalysatoren met één atoom en aangrenzende enkelvoudige metalen atomen, wat meer mogelijkheden biedt om structurele modificatie te bereiken", zegt professor Qiao.

"Door de metaal-metaal-interacties tussen enkele metalen atomen te beheersen, zijn we in staat geweest om de geometrische en elektronische structuur van actieve sites te reguleren en daardoor prestatieverbetering naar een breder scala aan elektrokatalytische toepassingen mogelijk te maken.

"Door de recente vooruitgang kritisch te onderzoeken, hebben we richtingen geschetst voor toekomstig werk bij het ontwerp en de ontwikkeling van hoogpresterende gecorreleerde katalysatoren met één atoom."

Deze fundamentele onderzoeksvooruitgangen zullen het rationele ontwerp van op metaal gebaseerde elektrokatalysatoren met hoge prestaties en lage kosten inspireren, wat de ontwikkeling van duurzame energieoplossingen ten goede zal komen.

Het team, dat de huidige literatuur kritisch heeft beoordeeld en toekomstige onderzoeksrichtingen heeft uiteengezet, publiceerde hun bevindingen in het tijdschrift Science Advances . + Verder verkennen

Chemische zwaveltechnologie verlengt de levensduur van de batterij