Le celle a combustibile alimentate da reazioni elettrocatalitiche hanno il potenziale per eliminare l'inquinamento causato dalla combustione di combustibili fossili, se potessero essere resi più efficienti. La chiave per una maggiore efficienza sono le reazioni chimiche sulle superfici dei materiali coinvolti. Un team internazionale di scienziati ha scrutato in profondità le reazioni molecolari dell'etanolo sulle superfici dell'oro in ambienti alcalini tipicamente osservati nei modelli di celle a combustibile.

Le celle a combustibile convertono l'energia chimica in energia elettrica pulita attraverso una serie di reazioni. I cambiamenti nella chimica superficiale durante queste reazioni possono influenzare sia l'efficienza catalitica che le reazioni stesse. Fornendo informazioni fondamentali sulla chimica delle superfici, questo lavoro offre agli scienziati un quadro più completo del processo catalitico e li aiuterà a progettare celle a combustibile migliori che possono essere utilizzate per alimentare un singolo dispositivo come il computer portatile o una rete elettrica locale.

Scienziati dell'Accademia cinese delle scienze, Centro nazionale cinese per la spettrometria di massa, e EMSL, il Laboratorio di Scienze Molecolari Ambientali, una struttura per gli utenti dell'Ufficio delle scienze del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti, progettato e realizzato un modo ad alta potenza per visualizzare la trasformazione di sottili superfici d'oro all'interno di una cella a combustibile ad alcool diretto. Questo lavoro ha utilizzato lo spettrometro di massa di ioni secondari a tempo di volo di EMSL, e ha permesso al team di scrutare il funzionamento molecolare delle reazioni catalitiche. Questo lavoro ha fornito prove molecolari dirette dei cambiamenti che l'oro subisce in queste reazioni. Gli scienziati hanno anche identificato ulteriori siti attivi, luoghi sulla superficie in cui può avvenire la conversione necessaria. Queste e altre informazioni forniranno informazioni utili per ottimizzare l'efficienza delle celle a combustibile.