Verdieping

STEM aait uitgegloeide kat

19 november, 2015
Wnt-website
In een STEM-elektronenmicroscoop zijn platina-atomen live gevolgd terwijl het nanodeeltje waar ze op zaten werd uitgegloeid. Voor het eerst kun je zo zien hoe je brandstofcel-katalysatoren het beste kunt bereiden, schrijven Amerikaanse onderzoekers in Nature Communications. Het gaat dan om deeltjes die bestaan uit een legering van platina …

 

In een STEM-elektronenmicroscoop zijn platina-atomen live gevolgd terwijl het nanodeeltje waar ze op zaten werd uitgegloeid. Voor het eerst kun je zo zien hoe je brandstofcel-katalysatoren het beste kunt bereiden, schrijven Amerikaanse onderzoekers in Nature Communications.

Het gaat dan om deeltjes die bestaan uit een legering van platina en een goedkoper metaal, in dit geval kobalt. De laatste jaren worden zulke legeringen steeds populairder als katalysator. Losse platina-atomen op een ondergrond van een ander metaal blijken vaak veel efficiënter te katalyseren dan de beide pure metalen afzonderlijk, en zo’n legering is per kilogram ook nog veel goedkoper dan puur platina. Maar hoe je de activiteit van zulke nanodeeltjes optimaliseert, is tot nu toe vooral een kwestie van uitproberen.

Binnen het Oak Ridge National Laboratory is men er nu in geslaagd om zulke deeltjes in een scanning tunneling-elektronenmicroscoop (STEM) langzaam op te warmen tot 800 graden Celsius, en te volgen wat dat deed met de platina-atomen op het oppervlak.

Tijdens het opwarmen blijkt zo’n deeltje vijf duidelijk te onderscheiden fases te doorlopen. In het begin zitten kobalt- en platina-atomen kriskras door elkaar heen. Vervolgens zie je eerst een gesloten platina-huidje op het deeltje ontstaan. Daarna komt het kobalt weer boven en krijg je een regelmatig rooster op enkele facetten van het oppervlak.

Fase vier is dat je op alle vlakken een regelmatige verdeling krijgt, als in een kristalrooster. En als het deeltje nóg heter wordt, zie je die regelmaat weer langzaam verdwijnen en ga je terug naar het amorfe oppervlak waarmee je begon.

Katalytisch gezien zou die vierde fase het beste moeten voldoen, in elk geval volgens de huidige inzichten. De kunst is dus om de deeltjes na de fabricage zo uit te gloeien dat de transformatie op dat punt blijft steken.

bron: Oak Ridge National Laboratory

 
Arjen Dijkgraaf
Arjen Dijkgraaf 19 november 2015

Nog geen opmerkingen

Meer Verdieping
Zout geeft het startschot
06 okt 2026 — Renée Canrinus-Moezelaar
Ideale habitat voor industriële premières
06 okt 2026 — Jacqueline van Gool
'We gaan dit gewoon doen'
06 okt 2026 — Esther Thole
Tegen de klok
15 sep 2026 — Ruben Boot
C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.