Elektrochemische apparaten die zonlicht gebruiken om brandstof te genereren, vormen een veelbelovende manier om duurzame energie te oogsten; maar momenteel, geen enkele is efficiënt genoeg voor toepassingen in de echte wereld. Een van de belangrijkste redenen voor de trage ontwikkeling is de moeilijkheid om te observeren en te meten wat er gebeurt op het grensvlak van de vloeibare katalysator - de locatie in de cel waar de brandstofproducerende chemische reacties plaatsvinden - zonder de processen te verstoren.

In de hoop deze barrière te doorbreken, wetenschappers van het Gemeenschappelijk Centrum voor Kunstmatige Fotosynthese, een Department of Energy Innovation Hub, gedeeltelijk gevestigd in Berkeley Lab, hebben een cel uitgevonden die speciaal is ontworpen om onopvallende observatie van een geïsoleerd, werkende katalysator. Een beschrijving van de cel wordt gepubliceerd in Fysische chemie Chemische fysica .

"Ons ontwerp kan nabootsen hoe een katalysator zich gedraagt ​​in een volledig apparaat, dankzij een snelstromend ontwerp dat de vloeistof op het grensvlak constant aanvult, " zei hoofdauteur Walter Drisdell, een Berkeley Lab-chemicus. "En door de celvorm kunnen röntgenstralen over het oppervlak grazen, die ons specifiek de chemie op het grensvlak laat zien."

Verwacht wordt dat de cel wetenschappers zal helpen bij het ontwikkelen en testen van nieuwe katalysatormaterialen, die kan worden gebruikt in apparaten van de volgende generatie op zonne-energie die water splitsen om waterstofgas te produceren en kooldioxide-emissies om te zetten in brandstoffen zoals ethanol.

"We zijn van plan de cel beschikbaar te stellen aan gebruikers in de Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) -faciliteit van het DOE, zodat de hele wetenschappelijke gemeenschap ervan kan profiteren, " zei Drisdell. SSRL is een DOE Office of Science gebruikersfaciliteit.