p Uma nova pesquisa está mostrando que alguns catalisadores minúsculos sendo considerados para esforços de remediação ambiental em escala industrial podem ser instáveis ​​durante a operação. p Químicos da Universidade de Waterloo estudaram as estruturas de catalisadores complexos conhecidos como "eletrocatalisadores em nanoescala" e descobriram que eles não são tão estáveis ​​quanto os cientistas pensavam. Quando a eletricidade flui através deles durante o uso, os átomos podem se reorganizar. Em alguns casos, os pesquisadores descobriram, os eletrocatalisadores degradam-se completamente.

p Entender por que e como esse rearranjo e degradação acontecem é o primeiro passo para usar esses eletrocatalisadores em nanoescala em esforços de remediação ambiental, como remover dióxido de carbono atmosférico e contaminantes de águas subterrâneas e transformá-los em produtos de alto valor, como combustíveis.

p "Os eletrocatalisadores atuais dependem de estruturas complexas em nanoescala para otimizar sua eficiência, "disse Anna Klinkova, professor do Departamento de Química de Waterloo. "O que encontramos, Contudo, é que o desempenho superior desses nanomateriais complexos muitas vezes tem o custo de sua degradação estrutural gradual, pois há uma compensação entre sua eficácia e estabilidade. "

p Klinkova e sua equipe descobriram que o rearranjo de átomos no catalisador dependia do tipo de metal, forma estrutural, e as condições de reação do catalisador.

p Eles identificaram duas razões para os rearranjos. Algumas moléculas pequenas podem se ligar temporariamente à superfície do catalisador e reduzir a energia necessária para um átomo se mover pela superfície. Em outros casos, áreas estreitas dentro do catalisador concentram a corrente do elétron, fazendo com que os átomos de metal se desloquem por meio de um processo chamado eletromigração.

p A eletromigração foi identificada anteriormente na microeletrônica, mas esta é a primeira vez que ele foi conectado a catalisadores em nanoescala.

p Essas descobertas estabelecem uma estrutura para avaliar a estabilidade estrutural e mapear a geometria em mudança dos catalisadores em nanoescala, que é um passo importante para projetar melhores catalisadores no futuro.

p "Esses efeitos estruturais podem ser usados ​​como uma das regras de design no futuro desenvolvimento de catalisadores para maximizar sua estabilidade, "Klinkova disse." Você também pode induzir propositalmente a reconstrução de uma estrutura diferente que se torna ativa quando a reação começa. "

p O estudo, "A interação de efeitos eletroquímicos e elétricos induz transformações estruturais em eletrocatalisadores, "foi publicado recentemente na revista Nature Catalysis.