As células de combustível alimentadas por reações eletrocatalíticas têm o potencial de eliminar a poluição causada pela queima de combustíveis fósseis, se eles pudessem ser mais eficientes. A chave para uma maior eficiência são as reações químicas nas superfícies dos materiais envolvidos. Uma equipe internacional de cientistas investigou profundamente as reações moleculares do etanol em superfícies de ouro em ambientes alcalinos normalmente vistos em modelos de células a combustível.

As células de combustível convertem energia química em energia elétrica limpa por meio de uma série de reações. Mudanças na química da superfície durante essas reações podem influenciar a eficiência catalítica e as próprias reações. Ao fornecer uma visão fundamental da química de superfície, este trabalho está dando aos cientistas uma imagem mais completa do processo catalítico e os ajudará a projetar células de combustível melhores que podem ser usadas para alimentar um único dispositivo, como seu laptop ou uma rede elétrica local.

Cientistas da Academia Chinesa de Ciências, Centro Nacional de Espectrometria de Massa da China, e EMSL, o Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais, uma instalação de usuário do Departamento de Energia dos Estados Unidos da América, projetado e fabricado de uma forma de alta potência para visualizar a transformação de superfícies de ouro finas dentro de uma célula de combustível de álcool direto. Este trabalho fez uso do espectrômetro de massa de íons secundários de tempo de voo da EMSL, e permitiu que a equipe investigasse o funcionamento molecular das reações catalíticas. Este trabalho forneceu evidências moleculares diretas das mudanças que o ouro sofre nessas reações. Os cientistas também identificaram locais ativos adicionais - locais na superfície onde a conversão necessária pode ocorrer. Esses e outros insights fornecerão informações úteis para otimizar a eficiência da célula de combustível.