Chloé Leroy De cette manière, ils ont pu montrer que lors de la conversion catalytique de l’hydrogène et de l’oxygène en eau, les fronts de réaction à la surface area du cristal non seulement forment des motifs géométriques remarquables, mais qu’un nouveau mécanisme de propagation de ces fronts a également été découvert. En particulier pour les systems liées au climat telles que la creation d’énergie à foundation d’hydrogène écologiquement propre, une compréhension globale de ces processus est cruciale.
Différentes mesures dans un seul instrument
“De nombreuses questions scientifiques ne peuvent être résolues qu’en combinant différentes méthodes de microscopie sur le même échantillon. déclare le professeur Günther Rupprechter de l’Institut de chimie des matériaux de la TU Wien. “Cependant, cela vient généralement avec des limites.” Vous devez retirer un échantillon d’un instrument et refaire la même expérience dans un autre microscope. Souvent, pour des raisons méthodologiques, les disorders expérimentales sont alors complètement différentes : certaines mesures ont lieu dans le vide, d’autres dans l’air. Les températures sont souvent différentes. De in addition, vous ne regardez peut-être pas le même endroit sur l’échantillon avec différents devices – cela peut également influencer les résultats. Ainsi, il est difficile de combiner les résultats de différentes mesures de manière fiable.
Ultraviolet, rayons X et électrons
à savoir UV-PEEM et X-PEEM, et la microscopie électronique à basse énergie (LEEM).
Dans UV-PEEM et X-PEEM, la surface area de l’échantillon est éclairée respectivement par la lumière ultraviolette et les rayons X. Dans les deux cas, il en résulte une émission d’électrons depuis la area. Semblable à la façon dont les faisceaux lumineux sont focalisés dans un microscope optique, les faisceaux d’électrons forment une impression en temps réel de la floor et des processus qui s’y déroulent. Dans un X-PEEM, on peut en outre filtrer les électrons émis en fonction de leurs énergies et ainsi déterminer la composition chimique de la surface area de l’échantillon. L’accès aux rayons X de haute énergie et de haute intensité nécessaires a été fourni à l’équipe de recherche par le synchrotron de Berlin (HZB BESSY II). Dans la technique LEEM, la surface est irradiée par un faisceau d’électrons. Les électrons qui sont rétrodiffusés depuis la area créent l’image en temps réel de la surface de l’échantillon et des processus en cours, comme une réaction catalytique.
Étant donné que les trois microscopies utilisent des mécanismes d’imagerie différents, cela a permis d’étudier différents factors de l’oxydation catalytique de l’hydrogène sur un web-site structurellement identique de l’échantillon, explique le professeur Yuri Suchorski, impliqué dans la microscopie de area depuis 1974. “De furthermore. d’où le terme de microscopie corrélative.”
Regarder comment l’hydrogène s’oxyde en eau
Ainsi, il est devenu doable d’étudier l’oxydation de l’hydrogène sur des régions microscopiques structurellement bien définies d’une feuille de rhodium (détermination de la composition par des chercheurs de l’USTEM de la TU Wien) de manière polyvalente et en temps réel.
La réaction se propage sur la surface comme une obscure, révélant un nouveau form de development de motifs qui n’avait jamais été rencontré auparavant. “Devant le front de propagation de la réaction, de nouveaux petits îlots de zones catalytiquement actives se forment, accélérant la propagation de la réaction”, explique le professeur Rupprechter. Dans des simulations informatiques qui fournissent une microscopie de réaction virtuelle, l’équipe a pu modéliser et expliquer la development de ces îles.
il était désormais attainable d’utiliser efficacement la drive spécifique de chacune des méthodes de microscopie respectives (résolution spatiale et énergétique, champ de eyesight, grossissement jusqu’au nanomètre), et ainsi d’imager une réaction catalytique en cours dans un temps sans précédent. détail.
par exemple dans les piles à flamable. Pour les développements futurs de nouvelles systems de creation d’énergie verte, il sera vital d’observer de plusieurs yeux les réactions catalytiques en cours afin de comprendre en profondeur les détails fins des processus catalytiques.
