Un nuovo dispositivo progettato per aiutare gli scienziati a studiare in dettaglio cosa succede durante le reazioni elettrochimiche è stato sviluppato dai ricercatori del Centro per l'innovazione nelle nuove energie (CINE) in collaborazione con i ricercatori del Laboratorio brasiliano della luce di sincrotrone (LNLS), un'unità del Centro brasiliano per la ricerca in energia e materiali (CNPEM). CINE è un Centro di ricerca ingegneristica (ERC) istituito da FAPESP (Fondazione di ricerca di San Paolo) e Shell ed è ospitato dall'Università di Campinas (UNICAMP) nello stato di San Paolo, Brasile.

Il dispositivo, una cella spettroelettrochimica, migliora le prestazioni delle celle a combustibile, elettrolizzatori, batterie e altri apparecchi utilizzati per convertire l'energia chimica in elettricità o viceversa. Nell'ambito dello sforzo per sviluppare soluzioni per la generazione e lo stoccaggio di energia rinnovabile, è stata condotta una grande quantità di ricerche su apparecchiature di questo tipo.

Il nuovo dispositivo è una cella che può essere utilizzata per monitorare esperimenti elettrochimici che coinvolgono una serie di strumenti spettroscopici che operano in specifiche bande di frequenza dello spettro elettromagnetico, come infrarossi, luce visibile, e raggi X, e analizzare multilateralmente il comportamento dei materiali nelle reazioni elettrochimiche, sia le molecole nella soluzione elettrolitica che gli elettrodi.

Un articolo sulla ricerca è pubblicato in copertina da ChemElectroChem , insieme a un'intervista all'ultimo autore, Pablo Sebastián Fernández, un ricercatore al CINE.

"La principale differenza e vantaggio del nostro dispositivo è che è possibile eseguire diversi tipi di analisi con una singola cella, grazie ad una finestra intercambiabile secondo l'analisi di interesse, " Fernández ha detto ad Agência FAPESP. "È possibile utilizzare finestre trasparenti agli infrarossi, finestre trasparenti alla luce visibile e finestre trasparenti ai raggi X, ottenere analisi spettroscopiche in ciascuna di queste bande di frequenza, tra l'altro».

Ciò significa che una singola cella è in grado di eseguire la spettroscopia infrarossa in situ, spettroscopia Raman (che utilizza la luce visibile), e assorbimento e diffrazione dei raggi X, tra le altre tecniche.

A parte la finestra speciale, il dispositivo contiene tutti i normali componenti di una cella elettrochimica, come un elettrodo di lavoro, controelettrodo, elettrodo di riferimento, ed elettrolita con sali e molecole di interesse.

"I fasci di radiazione elettromagnetica che passano attraverso la finestra interagiscono con entrambe le molecole di interesse, che sono nell'elettrolito, e il catalizzatore di cui si sta studiando l'efficienza, " ha detto Fernandez.

Un altro vantaggio, Ha aggiunto, è che la soluzione elettrolitica può essere cambiata durante l'analisi e misurata in condizioni di flusso, grazie all'architettura della cella.