A transição de combustíveis fósseis para fontes de energia renováveis ​​depende fortemente da disponibilidade de sistemas eficazes para conversão e armazenamento de energia. Considerando o hidrogênio como uma molécula transportadora, A eletrólise da membrana de troca de prótons oferece inúmeras vantagens, como operação em altas densidades de corrente, baixo cruzamento de gás, design de sistema compacto, etc. No entanto, sua ampla implementação é dificultada pela lenta cinética da reação de evolução de oxigênio (OER), o aprimoramento requer a aplicação de eletrocatalisadores baseados em Ir de baixa abundância e caros.

Procurando um projeto racional de novos tipos de eletrocatalisadores REA e abordando questões fundamentais sobre as principais reações na conversão de energia, o consórcio interinstitucional MPG MAXNET Energy integrou cientistas de diferentes instituições na Alemanha e no exterior. Como resultado de uma colaboração estreita e frutífera dentro desta estrutura, os cientistas do departamento de Chemical Metal Science da MPI CPfS juntamente com especialistas do Fritz Haber Institute em Berlim e MPI CEC em Muelheim an der Ruhr, desenvolveu um novo conceito para a produção de multifuncionalidade em eletrocatálise e o ilustrou com um exemplo de composto intermetálico Al ₂ Pt como precursor do material eletrocatalisador OER.

O composto intermetálico Al ₂ Pt (anti-CaF ₂ tipo de estrutura cristalina) combina duas características importantes para o desempenho eletrocatalítico:(i) densidade reduzida de estados no nível de Fermi de Pt, e (ii) transferência de carga pronunciada do alumínio para a platina, levando a ligações químicas fortemente polares neste composto. Esses recursos fornecem atividade de OER inerente e aumento da estabilidade contra a oxidação completa sob condições oxidativas severas de OER. Sob condições OER, Al ₂ A Pt passa por uma reestruturação na região próxima à superfície como resultado da dissolução autocontrolada do alumínio. A rugosidade e a porosidade da microestrutura próxima à superfície formada in situ permitem compensar a perda de atividade específica. Mesmo após experimento de estabilidade excepcionalmente longo (19 dias) em altas densidades de corrente (90 mA cm ^-2 ) o material a granel retém sua integridade estrutural e composicional. Ampliando a escolha de técnicas de síntese, por exemplo. crescimento de filmes finos, e explorar a variedade de compostos intermetálicos traçar as principais diretrizes para o desenvolvimento futuro da estratégia proposta.

p A pesquisa do Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos (MPI CPfS) em Dresden visa descobrir e compreender novos materiais com propriedades incomuns.

p Em estreita cooperação, químicos e físicos (incluindo químicos que trabalham na síntese, experimentalistas e teóricos) usam as ferramentas e métodos mais modernos para examinar como a composição química e o arranjo dos átomos, bem como forças externas, afetam o magnético, propriedades eletrônicas e químicas dos compostos.

Novos materiais quânticos, fenômenos físicos e materiais para conversão de energia são o resultado desta colaboração interdisciplinar.