Elektrokatalytischer Hintergrund
Elektrochemische Technologien sind vielversprechend für die Dekarbonisierung des Energiesektors und die Umstellung der Wirtschaft auf Netto-Null. Wasserstofftechnologien wie Brennstoffzellen und Elektrolyseure sind durch Kosten und Haltbarkeit begrenzt. Damit Elektrokatalysatoren weit verbreitet eingesetzt werden können, müssen die Ausnutzungsrate, die Aktivität und die Haltbarkeit verbessert werden. In ähnlicher Weise sind REDOX-Flussbatterien für die langfristige Energiespeicherung im Netz auf Elektrokatalysatoren für Oxidations-/Reduktionsreaktionen angewiesen, was reichlich und langlebige Katalysatoren erfordert. Diese Technologien basieren auf nanoskaligen Elektrokatalysatoren und porösen Elektroden, um die Oberfläche und Nutzung des Katalysators zu vergrößern. Insgesamt fasst Abbildung 1 die Situation zusammenRöntgenCT-Technik und wie sie zur Untersuchung von Phänomenen im Nano- und Mikrometerbereich im Zusammenhang mit der Elektrokatalyse in elektrochemischen Geräten eingesetzt werden kann.
2.Warum wird X-CT für die Elektrokatalyse benötigt?
Physikalisch-chemische Charakterisierungsmethoden wie Elektronenmikroskopie und Röntgenspektroskopie hatten großen Einfluss auf die Entwicklung der Elektrokatalyse. Elektronenmikroskopische Techniken wie REM, TEM und EDS können auch strukturelle und elementare Informationen über die Verteilung von Katalysatoren innerhalb der Katalysatorschicht liefern. Darüber hinaus erfordert die elektronenbasierte Charakterisierung die ständige Aufrechterhaltung einer Hochvakuumumgebung. Im Gegensatz dazu interagieren Röntgenquellen, insbesondere harte Röntgenstrahlen, weniger mit Gasmolekülen und erfordern eine schonendere Probenvorbereitung. Daher tendiert die elektrokatalytische Gemeinschaft, die an der Charakterisierung elektrochemischer Geräte interessiert ist, dazu, Röntgentechniken wie zRöntgenbeugung, Röntgentomographie undRöntgenfluoreszenz.Die Röntgentomographie im Mikrometerbereich ist für die Charakterisierung und das Verständnis elektrochemischer Systeme im Mikrometerbereich von großem Nutzen und der Einsatz dieser Technik leistet einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Morphologie von Katalysatorschichten und ihrer Auswirkungen auf den Stofftransport. Wie in FIG. 3. In den 3D-Rekonstruktionsergebnissen und Segmentierungsergebnissen ist deutlich zu erkennen, dass die Platinanode, die platinfreie Kathode, die Bildung von flüssigem Wasser im Kathodenspalt und das Strippen zwischen dem Platinkatalysator und dem expandierten Film vorhanden sind.
