Katalizörlerin Performansını Önceden Tahmin Etmek
Yeşil elektrik en kısa sürede, tüm elektrik prizlerinden temin edilmelidir: elektrokimyasal süreçler sürdürülebilir bir enerjinin temelidir, ancak yeni, yüksek performanslı katalizör malzemelerine ihtiyaç duyarlar.Teorik hesaplamalar, çıkmazlardan kaçınmaya ve en umut verici adaylara odaklanmaya yardımcı olur. Duisburg-Essen Üniversitesi’nden (UDE) bir kimyager bu performansı geliştirdi ve başarıları için bir ödül aldı. Çalışmalarını Electrochimica Acta Ticaret Dergisinde yayınladı.
Elektrokimyasal su, oksijene ve enerji taşıyıcı hidrojene bölünür ve ikincisini bir yakıt hücresinde kullanır – Bunlar, yüksek performanslı katalizör malzemeleri gerektiren işlemlerin sadece iki örneğidir.Dr. Kai S. Exner bu amaç için umut verici görünen bir malzeme kombinasyonunun gerçek performansını daha da kesin olarak tahmin edebilir.Daha sonra, Duisburg-Essen Nanointegrasyon Merkezi’ndeki (CENİDE) meslektaşları potansiyel olarak karmaşık , pahalı üretime ve ilk deneysel testlere başlayabilir.
Geleneksel olarak, teorik kimyagerler aktivite tahminleri için “Sabatier prensibi”ni kullanırlar. Bu kavram, reaksiyon sırasında oluşan ara maddelerin bağlanma kuvvetlerini inceler. Ortalama bağlanma direncine en güçlü şekilde sapan ara madde, laboratuvarda ki sonraki gelişim sırasında özel dikkat gösterilmesi gereken sınırlayıcı faktördür.
Rafine Prensibi Tüm Adımları Dikkate Alır ve Elektrot Potansiyeli İçerir
Başlangıçta, bu ilke termal kataliz için geliştirilmiştir. Bu nedenle, elektrokatalizdeki reaksiyon adımlarının uygulanan elektrot potansiyel tarafından kontrol edildiği gerçeğini göz ardı eder ve bu da ara ürünlerin bağ gücünü etkiler. Exner, işbirlikçi Araştırma Merkezi 247 “Sıvı fazda heterojen Oksidasyon Katalizi” araştırmasının bir parçası olarak, uygulanan elektrot potansiyelini analizine dahil ederek Sabatier prensibini genişletmeyi ve sadece bir tane yerine tüm reaksiyon adımlarını dikkate almayı başardı.
Teori ve model hesaplamaları her zaman deneye mümkün olduğunca yakın kalmalıdır” diye açıklıyor Exner. “Araştırmam bu ilişkiyi önemli ölçüde geliştiriyor ve daha iyi tahminler sağlıyor, aynı zamanda mevcut materyallerin nasıl optimize edileceğine dair ifadelere de izin veriyor.”
Exner, konuyla ilgili öncü yayınları için “Arbeitsgemeinschaft Elektrochemischer Forschungsinstitutionen ” Joachim Walter Schultze Ödülü’ne layık görüldü.
Kaynak:chemeurope.com