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10 January 2022

par Ruhr-Universitaet-Bochum

Des chercheurs de la Ruhr-Universität Bochum, de l’Université de Duisburg-Essen et de l’Institut Max Planck pour la conversion d’énergie chimique à Mülheim an der Ruhr ont coopéré au projet dans le cadre du Centre de recherche collaboratifcatalyse d’oxydation hétérogène en phase liquide

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À la RUB, une équipe dirigée par Weikai Xiang et le professeur Tong Li de Caractérisation à l’échelle atomique a collaboré avec la chaire d’électrochimie et des matériaux à l’échelle nanométrique et la chaire de chimie industrielle Des instituts à Shanghai, in China, et à Didcot, UK, ont également été impliqués L’équipe présente ses découvertes dans la revue Nature Communications, publiée en ligne le 10 January 2022

Les chercheurs ont étudié deux types différents de nanoparticules d’oxyde de cobalt et de fer mesurant une dizaine de nanomètres Ils ont analysé les particules lors de la catalyse de la réaction dite de dégagement d’oxygène Il s’agit d’une demi-réaction qui se produit lors du fractionnement de l’eau pour la production d’hydrogène : l’hydrogène peut être obtenu en fractionnant l’eau à l’aide d’énergie électrique ; de l’hydrogène et de l’oxygène sont produits dans le processus Le goulot d’étranglement dans le développement de processus de production plus efficaces est la réaction partielle dans laquelle l’oxygène est formé, jee la réaction de dégagement d’oxygène Cette réaction modifie la surface du catalyseur qui devient inactive avec le temps Les changements structurels et compositionnels à la surface jouent un rôle décisif dans l’activité et la stabilité des électrocatalyseurs

Pour les petites nanoparticules d’une taille d’environ dix nanomètres, obtenir des informations détaillées sur ce qui se passe à la surface du catalyseur pendant la réaction reste un défi À l’aide de la tomographie par sonde atomique, le groupe a réussi à visualiser la distribution des différents types d’atomes dans les catalyseurs à base d’oxyde de fer et de cobalt en trois dimensions. En le combinant avec d’autres méthodes, ils ont montré comment la structure et la composition de la surface ont changé au cours du processus de catalyse et comment ce changement a affecté les performances catalytiques.

La tomographie par sonde atomique a un énorme potentiel pour fournir des informations atomiques sur les changements de composition à la surface des nanoparticules de catalyseur au cours d’importantes réactions catalytiques telles que la réaction de dégagement d’oxygène pour la production d’hydrogène ou la réduction de CO2”, conclut Tong Li

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Catalyse, Atom, Chemistry

News – FR – Catalyst surface analyzed at atomic resolution
Associated title :
Surface catalytique analysée à résolution atomique
Surface catalytique analysée à résolution atomique

Source: https://phys.org/news/2022-01-catalyst-surface-analysed-atomic-resolution.html

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