Fondo electrocatalítico
Las tecnologías electroquímicas son muy prometedoras para descarbonizar el sector energético y hacer la transición de la economía a cero emisiones netas. Las tecnologías de hidrógeno, como las pilas de combustible y los electrolizadores, están limitadas por el costo y la durabilidad. Es necesario mejorar la tasa de utilización, la actividad y la durabilidad de los electrocatalizadores para que su uso sea generalizado. De manera similar, las baterías de flujo REDOX para el almacenamiento de energía en la red a largo plazo dependen de electrocatalizadores para las reacciones de oxidación/reducción, lo que requiere catalizadores abundantes y duraderos. Estas tecnologías se basan en electrocatalizadores a nanoescala y electrodos porosos para aumentar la superficie y la utilización del catalizador. En general, la Figura 1 resume laradiografíaTécnica de TC y cómo se puede aplicar para estudiar fenómenos a escala nanométrica y micrométrica relacionados con la electrocatálisis en dispositivos electroquímicos.
2. ¿Por qué se necesita X-CT para la electrocatálisis?
Los métodos de caracterización fisicoquímica como la microscopía electrónica y la espectroscopia de rayos X han tenido un gran impacto en el desarrollo de la electrocatálisis. Las técnicas de microscopía electrónica, como SEM, TEM y EDS, también pueden proporcionar información estructural y elemental sobre la distribución de catalizadores dentro de la capa de catalizador. Además, la caracterización basada en electrones requiere un mantenimiento constante de un entorno de alto vacío. Por el contrario, las fuentes de rayos X, especialmente los rayos X duros, interactúan menos con las moléculas de gas y requieren una preparación de la muestra más cuidadosa. Por lo tanto, la comunidad electrocatalítica interesada en la caracterización de dispositivos electroquímicos tiende a utilizar técnicas de rayos X comodifracción de rayos X, tomografía de rayos X yfluorescencia de rayos X.La tomografía de rayos X a escala micrométrica es muy beneficiosa para caracterizar y comprender sistemas electroquímicos a escala micrométrica, y el uso de esta técnica hace una contribución importante a la comprensión de la morfología de las capas de catalizador y sus efectos en el transporte de masa. Como se muestra en la FIG. 3, en los resultados de la reconstrucción 3D y los resultados de la segmentación, se puede observar claramente que el ánodo de platino, el cátodo libre de platino, la formación de agua líquida en el espacio del cátodo y la separación entre el catalizador de platino y la película expandida.
