Opis projektu
Badanie zależności między strukturą a stabilnością elektrokatalizatorów w skali atomowej
Technologie wodorowe i ogniw paliwowych mogą ułatwić przestawienie się na czysty, niskoemisyjny system energetyczny. Elektroliza wody jest przyjazną dla środowiska metodą wytwarzania wodoru. Efektywność i konkurencyjność tego procesu wymaga zastosowania wysoce stabilnych elektrokatalizatorów. Niska stabilność elektrokatalizatorów w połączeniu z ich słabą dostępnością i nierównomiernym rozmieszczeniem geograficznym utrudnia opracowanie bardziej zrównoważonej metody magazynowania i wytwarzania energii elektrycznej. Finansowany przez UE projekt 123STABLE ma na celu lepsze poznanie zależności między strukturą a stabilnością katalizatorów stosowanych w reakcjach elektrochemicznych. Metody o wysokiej czułości do poziomu pikogramów w połączeniu z mikroskopią w skali subatomowej powinny umożliwić wgląd na poziomie atomowym w korozję i odbudowę metali szlachetnych w środowisku elektrochemicznym.
Cel
In the last decades, significant progress has been made on understanding and controlling solid/liquid electrochemical interfaces at atomic levels. As the principles guiding the activity of electrochemical reactions are quite well established (structure-activity relationships), the fundamentals of stability are still poorly understood (structure-stability relationships). 123STABLE proposes to employ (1) identical location, (2) online monitoring and (3) modeling of noble metals based nanoparticles changes with the state-of-the-art electron microscopy equipment and online dissolution and evolution analytics using electrochemical flow cell coupled to online mass spectrometers. Projects unique methodology approach with picogram sensitivity levels, in combination with sub-atomic scale microscopy insights and simulations, promises novel atomistic insights into the corrosion and reconstruction of noble metals in electrochemical environments. This unique approach is based on observations of the same nanoparticles before and after electrochemical treatment where weak and stable atomic features and events can be recognized, followed, understood and finally utilized. Upon (1) doping, (2) decoration and/or (3) other synthetic modification of nanoparticles like a change in size and shape further stabilization is envisioned. For instance, blockage of nanoparticle vulnerable defected sites like steps or kinks by more noble metal could stop or significantly slow down their degradation.
The 123STABLE project will feature platinum- and iridium-based nanostructures as a model system to introduce a unique “123” approach, as they still possess the best electrocatalytic properties for the future electrification of society through the Hydrogen economy. However, their electrochemical stability is still not sufficient. Coupled with the fact that their supply is hindered by extremely scarce, rare and uneven geological distribution, the increase in their stability is of immense importance.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
1000 Ljubljana
Słowenia