Dreidimensionale atomar-skalige Charakterisierung von Katalysator-Nanopartikeln

• Antragstellerin: Professorin Tong Li, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407513992

Brennstoffzellen sind einer der potentiellen Kandidaten für zukünftige Energieumwandlungssysteme. Pt-basierte Bimetall-heterogene Katalysatoren haben sich bei der Katalysierung von Brennstoffzellen als bemerkenswert bewährt. Allerdings sind die Auswirkungen der Betriebsumgebung auf die Oberflächenzusammensetzung, die Struktur und die Stabilität der Edelmetallkatalysatoren im Atommaßstab nicht gut verstanden. Dieses Kenntisse wird benötigt, um die verbesserten Katalysatoren für zukünftige energie- und materialeffiziente Technologien zu produzieren. Aber die Identifizierung der chemischen Natur und der 3D der einzelnen Atome ist noch eine Herausforderung für die konventionelle Oberflächentechnik, die chemische Spektroskopie und die Elektronenmikroskopie.Atom-Probe-Tomography (APT) bietet eindeutig leistungsfähige Einblicke in die atomare Skala Chemie und Struktur der Materialien in drei Dimensionen. Ich habe zuvor die Charakterisierung von Kern-Shell-Nanopartikeln von APT vorangetrieben, um atomare Skalen zu produzieren, und um Reaktionsmechanismen besser zu verstehen; Die Charakterisierung von Katalysator-Nanopartikeln durch APT ist noch in einer Vorstufe. In diesem Projekt will ich APT in Verbindung mit hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) einsetzen, um Ir-Core-Pt-Shell-Nanopartikel als Ammoniak-Brennstoffzellenkatalysator zu untersuchen, um die dreidimensionale Oberfläche und die innere Struktur zu enthüllen Chemie von Katalysator-Nanopartikeln, mit einheitlicher Atomempfindlichkeit, vor und nach der elektrochemischen Behandlung. Ausserdem entwickele ich auch weiterhin neue Ansaetze, um die Probenvorbereitung zu verbessern, um die Qualität der erhaltenen APT-Daten zu verbessern. Die Atom-Skalen-Informationen werden einen rationalen Leitfaden für nanotechnische Katalysatoren liefern, um kostengünstige und hocheffiziente nachhaltige Energiequellen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen