09년 2023월 XNUMX일(나노 워크 뉴스) 추가 개발 원자력 현미경 이제 나노미터 수준의 미세 구조의 높이 프로파일과 고체-액체 경계면의 전류 및 마찰력을 동시에 이미지화할 수 있습니다. 베를린 헬름홀츠-젠트럼(HZB)과 막스 플랑크 협회 산하 프리츠 하버 연구소(FHI) 팀이 전기촉매 활성 물질을 분석하고 촉매 최적화에 도움이 되는 통찰력을 얻는 데 성공했습니다.미국 화학 학회지, "현장 전도성 원자력 현미경으로 해결된 전기촉매-전해질 계면에서의 나노규모 전자 이동 변화"). 이 방법은 또한 배터리 전극, 광촉매 또는 활성 생체 재료의 공정을 연구하는 데 잠재적으로 적합합니다. 접촉 모드의 상관 원자력 현미경 원리: 캔틸레버 끝에 있는 미세한 팁이 표면을 스캔합니다. 이를 통해 마찰력을 포함하여 팁과 샘플 표면 사이의 힘 상호 작용을 측정할 수 있습니다. 전압도 인가하면 접점에 흐르는 전류도 측정할 수 있습니다. (이미지: HZB) 에너지 전환을 관리하려면 물이나 CO를 분해하는 데 사용할 수 있는 저렴하고 효율적인 재료를 신속하게 개발하는 것도 중요합니다.2 전기촉매에 의해. 이 과정에서 전기 에너지의 일부는 화학 반응 생성물에 저장됩니다. 이러한 전극촉매의 효율은 전극-전해질 계면의 특성, 즉 고체 전극과 일반적으로 수성 전해질 사이의 계면에 크게 좌우됩니다. 그러나 이러한 고체-액체 인터페이스에 대한 공간적으로 해결된 물리적 연구는 여전히 상대적으로 부족합니다.

AFM을 통한 더 많은 통찰력

Christopher S. Kley 박사와 그의 팀은 이제 상관 원자간력 현미경(AFM)에 대한 새로운 접근 방식을 개발했습니다. 매우 날카로운 팁이 표면 전체를 스캔하고 높이 프로필이 기록됩니다. 소형 캔틸레버 끝에 팁을 부착하면 마찰력을 포함하여 팁과 시료 표면 사이의 힘 상호 작용을 높은 감도로 측정할 수 있습니다. 또한, 전압이 가해지면 기계적 접점을 통해 흐르는 전류를 측정할 수 있습니다. Kley는 “이를 통해 전기 전도도, 기계적-화학적 마찰 및 현장(즉, 진공이나 공기가 아닌 관련 액상 조건에서) 형태학적 특성을 동시에 결정할 수 있었습니다.”라고 강조합니다. 새로 개발된 방법은 수성 매질에서 바이메탈 촉매 물질의 표면을 스캔하는 데 사용되었습니다. 그림은 높이 이미지의 XNUMX차원 표현에 현재 신호가 오버레이된 것을 보여줍니다. 이것은 섬과 같은 지역을 명확하게 보여줍니다. (이미지: M. Munz/HZB)

구리-금 전기촉매

이 방법을 사용하여 과학자들은 이제 Fritz-Haber-Institute(FHI)의 Beatriz Roldán Cuenya 교수와 공동으로 나노구조 및 이중금속 구리-금 전기촉매를 연구했습니다. 무엇보다도 이러한 물질은 CO의 전기촉매 전환에 사용됩니다.2 에너지 캐리어로. "우리는 전기 저항이 더 높은 산화구리 섬뿐만 아니라 촉매 표면이 수성 전해질과 접촉하는 수화층의 결정 경계와 전도성이 낮은 영역도 명확하게 식별할 수 있었습니다."라고 Martin Munz 박사는 말했습니다. 연구. 촉매-전해질 계면에 대한 이러한 결과는 목표한 방식으로 이를 최적화하는 데 도움이 됩니다. Kley는 “이제 우리는 국소적인 전기화학적 환경이 인터페이스에서 전하 이동에 어떻게 영향을 미치는지 관찰할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

고체-액체 인터페이스에 중점

"그러나 우리의 결과는 에너지 연구, 특히 배터리 시스템에서도 역할을 하는 전기화학적 변환 과정 연구에 대한 일반적인 관심 사항이기도 합니다." 고체-액체 인터페이스에 대한 통찰력은 부식 과정 이해, 나노센서 시스템, 물에 노출된 금속 표면의 용해 또는 증착 과정과 같은 유체공학 및 환경 과학의 과학적 질문 해결과 같은 완전히 다른 연구 영역에서도 유용할 수 있습니다.

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• 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62538.php