一根头发丝直径的数万种潜在催化剂

在寻找能量转换的催化剂时，由至少五种元素组成的材料被认为是非常有前途的。但理论上有数百万个——我们如何确定最强大的?

由材料发现和界面部门(MDI)负责人AlfredLudwig教授领导的波鸿研究团队成功地一步将五种元素的所有可能组合放置在载体上。此外，研究人员开发了一种方法来高通量分析该微材料库中每种组合的电催化潜力。

这就是他们希望在相当程度上加快寻找潜在催化剂的方式。来自波鸿鲁尔大学的团队在《先进材料》杂志上发表了他们的研究结果。

单一载体上的完整五元素材料系统

为了生产所谓的高熵合金材料库，波鸿研究人员采用了溅射工艺。在此过程中，所有起始材料同时从不同方向施加到载体上。

起始材料以不同的混合比沉积在载体的每个部分上。“在目前的项目中，我们通过使用针孔改进了这一过程，使每种材料混合物仅沉积在载体上直径约100微米的小点上，”AlfredLudwig说。这大致相当于一根头发的直径。

“通过小型化材料库，我们现在能够在单个载体上容纳完整的五组分系统——这是巨大的进步，”MDI部门的LarsBanko博士说。

悬滴研究

为了研究用这种技术制造的材料，研究人员使用了所谓的扫描电化学电池显微镜(SECCM)。这涉及通过测量头发直径的千分之一的悬挂的电解质纳米液滴来测量材料在特定点的电化学性质。

波鸿鲁尔大学分析化学系主任沃尔夫冈舒曼教授说：“这意味着我们可以使用高通量方法来确定具有最高催化活性的候选物，更详细的分析似乎是值得的。”

研究人员希望使用这些方法有效地搜索大量可能的新催化剂材料，以确定作为催化剂特别活跃的候选材料。例如，能量转换过程需要催化剂，使我们能够大规模使用绿色氢作为环保能源载体。