2010年6月30日
谈到金属催化剂时，铂金标准，良好，铂金！但是，大约2000美元的一盎司，铂金比黄金贵。
原材料的高成本提出了燃料电池中未来铂铂的主要挑战。美国能源部（DOE）劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）的研究表明，满足这些挑战的一种可能方法是思考小 - 真的很小。
由Gabor Somorjai和Miquel Salmeron的研究领导的伯克利实验室的材料科学部门表明，在高压下，与许多工业技术操作的欧洲杯足球竞彩压力相欧洲杯线上买球当，铂金群可能出现在燃料中的铂金的单个晶体。细胞和催化转化器。
Gabor Somorjai（左），催化作用，以及表面成像的权威机构，使用高压扫描隧道显微镜，在实际工业反应条件下观察铂催化剂的表面。
“我们已经发现一氧化碳分子的存在能可逆地改变铂单晶的催化表面，按说对铂催化剂热力学上最稳定的配置，” Somorjai，世界对表面化学和催化最重要的专家之一说。“这表明高压条件下，铂的单晶是不一样稳定的纳米团簇，这实际上变得更稳定的一氧化碳分子共吸附有铂原子一起”。
“我们的结果还表明，可以克服使用在现实条件下运行的技术的技术克服传统表面科学技术的局限性，该技术成像和本研究中使用的光谱技术的开发人员的领先权威机构欧洲杯线上买球。他也是伯克利实验室材料科学司的主任。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
在该研究中，在高压下检查单晶铂表面。表面被构造为一系列扁平露台，该系列宽约六个原子宽以原子步骤分开。这种结构特征在金属催化剂中是常见的，并且被认为是发生催化反应的活性位点。单晶用作这些特征的模型。
Somorjai和Salmeron涂覆在铂表面在这项研究中与一氧化碳气体，参与许多重要的工业催化过程，包括费 - 托工艺制备的液态烃，在汽车催化转化器的氧化过程中的反应物，和铂电极的退化在氢燃料电池。作为铂晶体表面的一氧化碳覆盖率接近100％，梯田开始拉 - 增加分子之间的横向斥力的结果。当表面压力达到1个托，梯田破碎成纳米尺寸的团簇。在去除一氧化碳气体的梯田被重新形成。
“我们的大规模重组表面台阶铂亮点反应物分子的覆盖和催化剂表面的原子结构之间的强连接的观测，” Somorjai说。“在实际的反应条件下，原子和分子水平观察催化表面的能力是这样的现象，可检测的唯一途径。”
催化剂 - 物质加速化学反应的速率，而本身不被化学改变 - 用于几乎所有的启动工业生产过程，涉及到化学反应。金属催化剂与铂是一个最好的工作母机。工业催化剂通常在压力为毫托至大气压操作，并且在温度范围从室温到几百摄氏度。然而，表面科学实验历来高真空条件和欧洲杯线上买球低温下进行。
“这种条件可能会抑制任何表面重组过程，需要克服甚至中等激活障碍，”索罗吉说。
Salmeron说，“今天的未答复的问题是当在化学反应过程中覆盖表面时，当表面覆盖致密层时，催化剂原子的几何形状和位置是什么。”
Somorjai和Salmeron已连续多年被合作开发的仪器和技术，使他们能够做的现实条件下催化研究的发展。他们现在在他们的处置独特的高压扫描隧道显微镜（STM）和环境压力X射线光电子能谱（AP-XPS）光束线运行在伯克利实验室的先进光源，科研同步辐射的主要来源。
Salmeron表示，“通过这两个资源，我们可以通过图像图像和鉴定原子结构并鉴定催化剂原子的化学状态和吸附的反应物分子，”Salmeron说。
STM图像揭示纳米团簇的铂晶体表面上形成，和AP-XPS光谱显示电子结合能在一氧化碳的变化。与林旺旺，在伯克利实验室的计算科学司理论家，随后协作在结构说明的变化如一氧化碳分子之间的强斥力从它们的非常高密度产生的表面上时在平衡松弛的结果欧洲杯线上买球与气体的升高压力。
“在未来，使用这些稳定的铂纳米能器作为燃料电池催化剂可能有助于提高性能并降低成本，”索罗泰说。
Somorjai和Salmeron的下一步和他们的研究团队将确定其他吸附反应物，如氧气或氢气，也导致铂中的纳米能器产生。他们还想知道纳米能器是否可以在其他金属催化剂中诱导，例如钯，银，铜，铑，铁和钴。
“如果该纳米群是一般的现象，它将对催化剂在高压，高温催化反应条件下必须具有的结构类型产生重大后果，”索罗泰说。
来源：http://www.lbl.gov/