Il futuro della chimica è "elettrizzante". Con la crescente disponibilità di energia elettrica da fonti rinnovabili, sarà possibile in futuro guidare molti processi chimici utilizzando una corrente elettrica. Ciò faciliterà l'uso di metodi sostenibili per fabbricare prodotti o combustibili, sostituire gli attuali processi basati sui combustibili fossili. Però, esattamente come funzionano questi elettrocatalizzatori non è ancora completamente compreso. Ora tutto potrebbe cambiare con un nuovo metodo sviluppato dai ricercatori della Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) e dell'Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (HI ERN).

Le reazioni guidate dall'elettricità usano quasi sempre i cosiddetti elettrocatalizzatori, che di solito sono materiali molto complessi costituiti da un gran numero di componenti chimici. Il ruolo degli elettrocatalizzatori è quello di garantire che la reazione avvenga mantenendo al minimo le perdite, sprecando così il meno possibile di energia rinnovabile, che è complesso da produrre. Questo metodo può essere utilizzato per produrre importanti vettori energetici come l'idrogeno direttamente dall'acqua e per convertire i gas climatici come l'anidride carbonica in preziose sostanze chimiche di base. Nella maggior parte dei casi, i precisi processi chimici negli elettrocatalizzatori non sono molto ben compresi. Migliorare la comprensione di questa chimica guidata elettricamente è essenziale, da un lato produrre in modo mirato catalizzatori per nuovi processi e, dall'altra, per migliorare la vita, spesso estremamente limitata, dei catalizzatori stessi.

Come riportato sulla rivista Materiali della natura , ricercatori della FAU, HI-ERN ei loro gruppi di partner internazionali hanno ora sviluppato un nuovo metodo che consentirà di studiare le reazioni elettrocatalitiche in modo molto più dettagliato in futuro. In collaborazione con il Prof. Dr. Karl Mayrhofer presso HI-ERN, il gruppo di lavoro guidato dal Prof. Dr. Jörg Libuda, Professore di Chimica Fisica alla FAU, dimostrato che è possibile costruire un elettrocatalizzatore complesso con precisione atomica e utilizzarlo per studiare il meccanismo preciso delle reazioni elettrocatalitiche. I catalizzatori sono assemblati nelle cosiddette condizioni di ultra alto vuoto, in completa assenza di tutti i contaminanti che spesso influenzano i risultati. Questa svolta consentirà agli scienziati di studiare un gran numero di altri catalizzatori utilizzando la stessa strategia, migliorando così la nostra comprensione della chimica 'elettrificata' in futuro.