Decenas de miles de estímulos potenciales en el diámetro de un solo cabello

Bajo un microscopio óptico, los resultados del proceso de pulverización son visibles. crédito: Materiales avanzados (2022). DOI: 10.1002/adma.202207635

Al buscar catalizadores para la transición energética, los materiales que constan de al menos cinco elementos se consideran muy prometedores. Pero hay millones en teoría, ¿cómo definimos al más fuerte?


Un equipo de investigación con sede en Bochum dirigido por el Prof. Alfred Ludwig, Jefe del Departamento de Descubrimiento de Materiales e Interfaces (MDI), ha logrado poner todas las combinaciones posibles de cinco elementos en transportador en un solo paso Además, los investigadores desarrollaron un método para analizar el potencial electrocatalítico de cada una de las combinaciones en esta biblioteca de materiales finos en alto rendimiento.

Así esperan acelerar mucho la búsqueda de posibles desencadenantes. El equipo de la Ruhr University Bochum publicó sus hallazgos en la revista Materiales avanzados.

Un sistema de material completo de cinco elementos en un solo transportador

Para producir bibliotecas de materiales para las denominadas aleaciones de alta entropía, los investigadores de Bochum utilizan el proceso de pulverización. En este proceso, todos los materiales de partida se aplican simultáneamente a un transportador desde diferentes direcciones.

Los materiales de partida con diferentes proporciones de mezcla se depositan en cada parte del soporte. «En el proyecto actual, hemos optimizado este proceso utilizando perforaciones de tal manera que cada mezcla de materiales se deposita solo en un pequeño punto de alrededor de 100 micrómetros de diámetro en el transportador», dice Alfred Ludwig. Esto es aproximadamente equivalente al diámetro de un cabello humano.

«Al miniaturizar las bibliotecas de materiales, ahora podemos acomodar un sistema completo de cinco componentes en un solo transportador; este es un gran avance», dice el Dr. Lars Panko de MDI.

Buscar usando caídas suspendidas

Para estudiar los materiales creados con esta técnica, los investigadores utilizan lo que se conoce como microscopía electrónica de barrido (SECCM). Esto implica medir las propiedades electroquímicas de un material en un punto a través de un nanoelectrodo suspendido de un electrolito de una milésima parte del diámetro de un cabello.

«Esto significa que podemos usar métodos de alto rendimiento para identificar candidatos con la mayor actividad catalítica, donde un análisis más detallado parecería ventajoso», dice el Prof. Wolfgang Schumann, Jefe del Departamento de Química Analítica de la Ruhr-University Bochum.

Usando estos métodos, los investigadores esperan buscar eficientemente a través de una gran cantidad de posibilidades. Materiales para nuevos catalizadores con el fin de identificar candidatos particularmente activos como catalizadores. Se necesitan catalizadores, por ejemplo, para los procesos de conversión de energía que podrían permitirnos utilizar ampliamente el hidrógeno verde como un vector de energía respetuoso con el medio ambiente.

más información:
Lars Panko et al., Bibliotecas combinatorias finas para el descubrimiento de materiales de alta entropía. Materiales avanzados (2022). DOI: 10.1002/adma.202207635

Introducción de
Ruhr-Universität-Bochum

La frase: Decenas de miles de catalizadores potenciales en el diámetro de un cabello (16 de enero de 2023) Obtenido el 16 de enero de 2023 de https://phys.org/news/2023-01-tens-thousands-potential-catalysts-diameter.html

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