Группа исследователей сумела захватить изображения атомного уровня отдельных наночастиц во время нагрева, согласно исследованию Университета Макмастера. Новый шаг может привести к улучшению технологий топливных элементов при меньших затратах и может сократить потребность в импортируемой нефти, одновременно сокращая выбросы парниковых газов.
«Наша работа является пионерской в применении передовых методов электронной микроскопии для изучения структурных и композиционных преобразований отдельных частиц нанометрового размера при нагревании», — сказал в пресс-релизе Джанлуиджи Боттон, соавтор исследования и профессор материаловедения и инженерии.
Нагревание наночастиц и отслеживание на атомном уровне позволяет исследователям разрабатывать другие типы недорогих катализаторов, например, наночастицы платины-железа. Платиновые наночастицы дороги, но они широко используются.
Исследователи использовали передовые методы электронной микроскопии, чтобы отслеживать процесс атомной перестройки отдельной наночастицы платины и железа, когда она отжигалась внутри микроскопа. Новая разработка исследователей в области наночастиц составляет всего 1/50 000 диаметра человеческого волоса, и она может иметь различные применения в автомобильной промышленности.
Устройства и технологии топливных элементов могут питать транспортные средства, преобразуя химическую энергию в электрическую, что является эффективным и экологичным по сравнению с традиционными технологиями сжигания. Для функционирования этого процесса требуются катализаторы, что является дорогостоящим для коммерциализации.
«Представьте, что вы поместили миллионы наночастиц на сковороду и начали нагревать. В процессе нагрева вы выбираете одну из частиц. И с помощью мощного микроскопа наблюдаете за движением атомов. Это эквивалентно тому, что сделали мы», — сказал Сагар Прабхудев, соавтор исследования.
Для проведения своих исследований исследователи использовали кубический микроскоп Titan 80-300 в Канадском центре электронной микроскопии Макмастера.
Результаты этого исследования были опубликованы в журнале ChemCatChem.