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利用太陽能模塊和風力渦輪機的能量，水可以通過電解分解成其組成成分氫和氧，而不會產生任何危險的排放。由于可再生能源的可獲得性在生產綠色能源(即二氧化碳中性、氫)時是不同的，因此了解催化劑在高負載和動態(tài)條件下的行為非常重要。
“在高電流下，陽極上可以觀察到強烈的氧泡演化，這加劇了測量。到目前為止，它已經不可能獲得可靠的測量信號，”該研究的第一作者、KIT化學技術和聚合物化學研究所(ITCP)的Steffen Czioska博士說。通過結合各種技術，研究人員現(xiàn)在已經成功地從根本上研究了動態(tài)操作條件下的氧化銥催化劑的表面。
Czioska說:“我們第一次在原子水平上研究了催化劑的行為，盡管有很強的氣泡演化。”美國化學學會(ACS)認為KIT的出版對國際社會的重要性很高，并推薦它為ACS編輯的選擇。
在催化方面，來自KIT的ITCP、催化研究與技術研究所和應用材料研究所的電化學技術小組的研究人員將x射線吸收光譜與其他分析方法結合在原子水平上進行高度精確的修飾研究。Czioska說:“在反應過程中，我們觀察到了催化劑表面的常規(guī)過程，因為所有的不規(guī)則現(xiàn)象都被過濾掉了，就像在夜間公路上低速拍攝一樣，我們還研究了動態(tài)過程?！薄拔覀兊难芯拷沂玖伺c動態(tài)負載下高電壓下催化劑的穩(wěn)定有關的非常意外的結構變化，”化學家補充道。氧化銥溶解被還原，材料保持穩(wěn)定。
研究結果將有助于更好和更有效的催化劑
Czioska指出，了解催化劑表面的過程為進一步研究高電勢下的催化劑鋪平了道路，并將有助于開發(fā)更好、更高效的催化劑，以滿足能源轉型的需要。這項研究是由德國研究基金會資助的“Dynakat”優(yōu)先項目的一部分。來自德國各地30多個研究小組的合作由ITCP的Jan-Dierk Grunwaldt教授協(xié)調。
綠色氫被認為是一種環(huán)境兼容的化學儲能材料，因此是鋼鐵和化學工業(yè)脫碳的重要元素。根據(jù)聯(lián)邦政府在2020年通過的國家氫戰(zhàn)略，可靠、負擔得起和可持續(xù)的氫生產將是其未來使用的基礎。
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