p Muitas reações eletroquímicas passam por várias etapas. Cada um deve ser otimizado em uma superfície de catalisador, se possível, mas requisitos diferentes se aplicam a cada etapa. "Como os catalisadores anteriores geralmente tinham apenas uma funcionalidade otimizada, só se poderia fazer o melhor compromisso possível, e as perdas de energia não podiam ser evitadas, "explica o professor Wolfgang Schuhmann do Centro de Eletroquímica do RUB. p Com soluções sólidas complexas, várias funcionalidades podem ser realizadas simultaneamente em uma superfície de catalisador, superando essa limitação. Contudo, isso só acontece quando pelo menos cinco elementos diferentes são combinados. Existem milhões de possibilidades nas quais as taxas de porcentagem dos respectivos elementos podem ser combinados. O desafio anterior de buscar uma estratégia para encontrar propriedades ótimas parece ser respondível com esta classe de materiais. Agora, a tarefa é descobrir qual combinação cumpre o objetivo da melhor maneira possível. "Aliás, isso também pode ser possível com elementos muito mais favoráveis ​​do que com catalisadores anteriores, "Schuhmann enfatiza.

p Faça e verifique as previsões

p Em seu trabalho, as equipes de pesquisa apresentam uma abordagem que orienta entre inúmeras possibilidades. "Desenvolvemos um modelo que pode prever a atividade de redução de oxigênio em função da composição, permitindo assim o cálculo da melhor composição, "explica o professor Jan Rossmeisl do Centro de Catálise de Liga de Alta Entropia da Universidade de Copenhagen.

p A equipe de Bochum fez a verificação do modelo. "Podemos usar um sistema combinatório de pulverização catódica para produzir bibliotecas de materiais onde cada ponto na superfície do suporte tem uma composição diferente e há gradientes diferentes, mas bem definidos em cada direção, "explica o professor Alfred Ludwig da cadeira de novos materiais e interfaces da RUB. Usando uma célula de gota de varredura, as propriedades catalíticas de 342 composições em uma biblioteca de materiais são então medidas automaticamente para identificar tendências de atividade.

p “Descobrimos que o modelo original ainda não fazia jus à complexidade e ainda fazia previsões imprecisas. Portanto, nós o revisamos e o testamos novamente experimentalmente, "diz o Dr. Thomas Batchelor da equipe de Copenhague, que foi um cientista visitante no RUB como parte da colaboração. Desta vez, previsão e medição experimental mostraram excelente concordância, o que foi confirmado por outras bibliotecas de materiais.

p Esta estratégia permite os mecanismos complexos nas superfícies, que consistem em cinco elementos químicos, para ser identificado, deixando a maior parte do esforço de triagem para o computador. "Se o modelo acabar sendo universalmente aplicável a todas as combinações de elementos e também a outras reações, um dos maiores desafios atuais desta classe de catalisador seria enfrentado de forma realista, "disse a equipe.