Fundo eletrocatalítico
As tecnologias eletroquímicas são uma grande promessa para a descarbonização do setor energético e a transição da economia para emissões líquidas zero. As tecnologias de hidrogênio, como células de combustível e eletrolisadores, são limitadas pelo custo e pela durabilidade. É necessário melhorar a taxa de utilização, atividade e durabilidade dos eletrocatalisadores para torná-los amplamente utilizados. Da mesma forma, as baterias de fluxo REDOX para armazenamento de energia na rede de longo prazo dependem de eletrocatalisadores para reações de oxidação/redução, exigindo catalisadores abundantes e duráveis. Essas tecnologias dependem de eletrocatalisadores em nanoescala e eletrodos porosos para aumentar a área de superfície e a utilização do catalisador. No geral, a Figura 1 resume oRaio XTécnica de TC e como ela pode ser aplicada para estudar fenômenos em escala nanométrica e micrométrica relacionados à eletrocatálise em dispositivos eletroquímicos.
2.Por que o X-CT é necessário para eletrocatálise?
Métodos de caracterização físico-química como microscopia eletrônica e espectroscopia de raios X tiveram grande impacto no desenvolvimento da eletrocatálise. Técnicas de microscopia eletrônica, como SEM, TEM e EDS, também podem fornecer informações estruturais e elementares sobre a distribuição de catalisadores dentro da camada de catalisador. Além disso, a caracterização baseada em elétrons requer manutenção constante de um ambiente de alto vácuo. Em contraste, as fontes de raios X, especialmente os raios X duros, interagem menos com as moléculas de gás e requerem uma preparação mais cuidadosa da amostra. Portanto, a comunidade eletrocatalítica interessada na caracterização de dispositivos eletroquímicos tende a utilizar técnicas de raios X, comoDifração de raios X, tomografia de raios X eFluorescência de raios X.A tomografia de raios X em escala micrométrica é muito benéfica para caracterizar e compreender sistemas eletroquímicos em escala micrométrica, e o uso desta técnica dá uma importante contribuição para a compreensão da morfologia das camadas catalíticas e seus efeitos no transporte de massa. Como mostrado na FIG. 3, nos resultados de reconstrução 3D e resultados de segmentação, pode-se observar claramente que o ânodo de platina, o cátodo livre de platina, a formação de água líquida no intervalo catódico e a separação entre o catalisador de platina e o filme expandido.
