X線散乱がCO2還元のための銅電極触媒のダイナミクスを解明

2025年、オランダの研究者たちは、二酸化炭素還元中の酸化銅電極触媒の活性化と不活性化を調査するために、ID02ビームラインで多重スケールin-situ X線散乱を利用しました。*Nature Communications*に掲載されたこの研究は、産業化学廃棄物のリサイクルと再生可能エネルギーへの移行における重要なステップである、電気化学的二酸化炭素変換のためのより耐久性のある材料の作成に関する洞察を提供します。 電極触媒は動作中に構造変化を受け、効率が低下します。チームは、酸化銅粒子の構造進化を監視するために、同時広角および小角X線散乱（WAXS/SAXS）を使用しました。触媒の不活性化は、ナノメートルスケールでの表面粗さに関連していることが観察されました。ラマン分光法を用いたさらなる分析により、表面部位の進化が確認され、CO還元活性の低下と水素発生の増加につながりました。 これらの発見は、電極触媒の挙動を理解するための多重スケールin-situ X線散乱の有効性を示しています。この研究は、CO還元のための改善された安定性と選択性を備えた電極触媒を設計するための基礎を築き、電気化学的二酸化炭素変換の分野に革命をもたらす可能性があります。