Los electrocatalizadores pueden ayudar a obtener productos químicos a partir de materias primas renovables o utilizar fuentes de energía alternativas. Pero probar nuevos catalizadores conlleva desafíos.

Investigadores de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) y la Universidad de Duisburg-Essen han desarrollado un nuevo método para depositar partículas de catalizador en pequeños electrodos. Es económico, simple y rápido de realizar. Con el fin de caracterizar catalizadores y probar su potencial para diversas aplicaciones, los investigadores tienen que fijar las partículas a los electrodos para que luego puedan examinarse, por ejemplo, con microscopía electrónica de transmisión.

El nuevo método es descrito por el Dr. Tsvetan Tarnev y el profesor Wolfgang Schuhmann del Centro de Electroquímica de RUB con Steffen Cychy y el profesor Martin Muhler, Cátedra RUB de Química Técnica, así como la profesora Corina Andronescu, Universidad de Duisburg-Essen, y el Dr. Yen-Ting Chen del Bochum Center for Solvation Science en la revista Angewandte Chemie , publicado en línea el 20 de enero de 2020.

Electrodos finos como una oblea

En microscopía electrónica de transmisión, TEM para abreviar, Se envía un delgado haz de electrones a través de la muestra para observar los procesos electroquímicos que tienen lugar en un electrodo. Para que la viga penetre en las estructuras, Todos los componentes de la muestra deben ser muy delgados. Por tanto, el diámetro del electrodo al que se aplica el catalizador es de sólo diez micrómetros.

Depósito de partículas de catalizador gota a gota

Con métodos anteriores, las partículas de catalizador se distribuyeron uniformemente por toda la muestra, es decir, incluso donde no fueron necesarios, o se utilizaron métodos que podrían dañar el material. Ambas desventajas se eliminan con el nuevo método, que se basa en microscopía de celda electroquímica de barrido. Los investigadores llenan un capilar de vidrio con un líquido que contiene las partículas del catalizador. Luego acercan el capilar al electrodo sobre el que se van a depositar las partículas. Una pequeña gota del líquido de partículas cuelga en la abertura inferior del capilar.

Los investigadores acercan el capilar al electrodo hasta que la gota de líquido entra en contacto con el electrodo y cierra un circuito eléctrico. Esto detiene automáticamente el acercamiento, evitando daños al material. Luego, los científicos retraen el capilar, pero la gota de líquido permanece en el electrodo. Este paso se puede repetir tantas veces como sea necesario. Finalmente, los investigadores evaporan el solvente para que solo queden las partículas de catalizador, que ahora están fijados al electrodo.

Adecuado para muchos materiales catalizadores

"Una vez establecida la metodología, ofrece una limpieza, Manera fácil de usar y variable de aplicar y medir una gran cantidad de materiales catalizadores diferentes de manera estable y reproducible en chips TEM de celda líquida, "dice Wolfgang Schuhmann.