Kemikere udvikler ædelmetal -aerogeler til elektrokemisk brintproduktion

Elektrocatalyse er et af de mest studerede emner inden for materialevidenskab, fordi det er omfattende involveret i mange vigtige energirelaterede processer, såsom iltreduktionsreaktionen (ORR) for brændselsceller, hydrogenudviklingsreaktionen (HER) til produktion af grønt brint, og oxygenudviklingsreaktionen (OER) for metal-luftbatterier. Noble metal aerogels (NMA'er) fremstår som en ny klasse af fremragende elektrokatalysator på grund af det kombinerede træk ved metaller og aerogeler. Imidlertid, begrænset af de tilgængelige kompositioner, de udforskede elektrokatalytiske reaktioner på NMA'er er stærkt begrænsede, og visse vigtige elektrokemiske processer er ikke blevet undersøgt.

Alexander von Humboldt forsker Ran Du i samarbejde med prof. Wei Jin fra Jiangnan University, Kina, for nylig skabt forskellige ædelmetal aerogeler, afslører deres hidtil usete potentiale for forskelligartet pH-universel elektrokemisk katalyse, herunder ORR, HENDE, og elektrokemisk vandopdeling. Disse fund spænder stort set over anvendelsesområdet for NMA'er for brændselsceller, grøn brintproduktion og mange flere. Værket blev offentliggjort i det anerkendte tidsskrift Avancerede energimaterialer .

Ved at anvende et stærkt saltende middel (dvs. ammoniumfluorid [NH ₄ F]) som en initiator til at udløse gelering, sammensætningen af ​​de opnåede ædelmetal-aerogeler (NMA'er) blev udvidet til forskellige bi- og trimetalliske systemer. Efterfølgende manipulerede Ran Du og hans team den kemiske sammensætning, dermed udvide anvendelsesområdet for NMA'er til pH-universel ORR-elektrokatalyse, Hennes elektrokatalyse, og elektrokemisk vandopdeling. Især Au-Rh-aerogelen og Au-Pt-aerogelen viste ekstraordinær pH-universel ydeevne for HER og ORR-elektrokatalyse, henholdsvis, som begge klarer sig betydeligt bedre end kommerciel Pt/C (platin på kulstof) i brede pH -miljøer.

"Yderligere forskningsretninger kan placeres på morfologi-kontrolleret NMA-syntese, og etablering af sammenhænge mellem de strukturelle træk ved NMA'er og deres elektrokatalytiske egenskaber "antager kemiker Ran Du.