弗里茨哈伯研究所理论系呼吁关注催化剂形态，因为这是决定电催化反应中生成何种产物的关键因素。发表在《自然催化》杂志上的分析探讨了催化剂表面的“粗糙度”如何改变许多技术上重要的反应的选择性，包​​括 CO 2电化学转化为燃料和燃料电池中H 2 O 的形成。

研究结果为催化剂设计如何优化电化学过程提供了一个新的视角，同时挑战了完全关注原子水平上活性位点性质的传统观点。

催化在化学工业中起着关键作用，对日常生活的方方面面产生重大影响，例如塑料生产、药物开发和肥料制造。尤其是异相电催化，它是开发可持续能源技术的核心，因为它能够通过可再生电力实现燃料和化学品的无碳生产。在这里，化学转化只需要温和的温度和压力条件，因为它们是由固液界面的电荷转移驱动的。

该团队研究的主要目标之一是阐明催化剂选择性，其起源通常仍不太清楚，特别是在电催化领域。

该分析侧重于微观机制，即某种反应中间体逃逸到催化剂表面，被检测为早期部分转化产物。一种新的多尺度动力学模型显示了选择性如何取决于物质通过电解质的传输速率，并量化了催化活性位点密度(也称为催化剂粗糙度)的影响。尽管该模型很简单，但它能够重现实验文献中发现的一系列趋势。

这一结果证明了所提机制的普遍性，并确立了粗糙度是所有相关长度尺度上催化剂形态的关键描述因素。这一见解提高了对电催化反应机制的根本理解，同时为优化催化剂选择性和长期运行提出了新的途径。

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：