C-SAC con interazioni metallo-metallo. Confronto di C-SAC con i SAC isolati convenzionali e catalizzatori di cluster/nanoparticelle metallici supportati dal punto di vista della distribuzione spaziale, delle interazioni tra siti e del coordinamento locale. Credito:Progressi scientifici (2022). DOI:10.1126/sciadv.abo0762
Un team di ricercatori dell'Università di Adelaide sta conducendo una ricerca fondamentale su nuovi tipi di elettrocatalizzatori a base di metallo a basso costo ad alte prestazioni che sono la chiave per lo sviluppo di soluzioni energetiche sostenibili e aiutano a raggiungere la neutralità del carbonio. Stanno sviluppando catalizzatori che possono essere "adattati" a diversi usi.
Un elettrocatalizzatore è un catalizzatore che aumenta la velocità delle reazioni di ossidazione e riduzione in una cella elettrochimica o un elettrolizzatore. I miglioramenti nelle prestazioni degli elettrocatalizzatori migliorano l'efficienza del dispositivo, che è fondamentale per immagazzinare e convertire l'energia rinnovabile generata da parchi solari ed eolici remoti.
"I catalizzatori a singolo atomo sono candidati promettenti per la prossima generazione di elettrocatalizzatori altamente efficienti", ha affermato il professor Shizhang Qiao dell'Università di Adelaide, direttore del Center for Materials in Energy and Catalysis, che guida il team.
"Traggono vantaggio dall'elevato utilizzo atomico:l'efficienza con cui i materiali vengono utilizzati in una reazione, il che aiuta a ridurre i costi delle applicazioni di generazione e conversione di energia. Tuttavia, la semplicità della struttura geometrica ne limita l'applicazione.
"Stiamo lavorando a una nuova classe di catalizzatori a singolo atomo correlati con singoli atomi di metallo vicini, che offre maggiori opportunità di ottenere modifiche strutturali", ha affermato il professor Qiao.
"Controllando le interazioni metallo-metallo tra singoli atomi di metallo siamo stati in grado di regolare la struttura geometrica ed elettronica dei siti attivi e quindi facilitare il miglioramento delle prestazioni verso una gamma più ampia di applicazioni elettrocatalitiche.
"Esaminando criticamente i recenti progressi, abbiamo delineato le direzioni per il lavoro futuro nella progettazione e nello sviluppo di catalizzatori a singolo atomo correlati ad alte prestazioni."
Questi progressi fondamentali della ricerca ispireranno la progettazione razionale di elettrocatalizzatori a base di metallo con prestazioni elevate e basso costo, che andranno a vantaggio dello sviluppo di soluzioni energetiche sostenibili.
Il team, che ha esaminato criticamente la letteratura attuale e ha definito le direzioni di ricerca future, ha pubblicato i propri risultati sulla rivista Science Advances . + Esplora ulteriormente
