伯克利實驗室化學科學部的研究人員兼LiSA的首席研究員Walter Drisdell表示：「我們的方法使我們能夠探索奈米級尺寸分佈如何隨運行條件變化，並確定兩種不同的機制，然後我們可以利用這些機制來指導我們穩定這些系統並保護它們免受降解的努力。」
在美國進行的一項突破性研究中，勞倫斯伯克利國家實驗室（伯克利實驗室）和SLAC國家加速器實驗室的研究人員揭示了限制銅催化劑性能的基本機制。這些催化劑是人工光合作用的關鍵組成部分，人工光合作用是將二氧化碳和水轉化為有價值的燃料和化學品的過程。
該研究結果發表在《美國化學會雜誌》上，為催化劑降解提供了前所未有的見解，這一挑戰困擾了科學家數十年。
利用先進的X射線技術，該團隊直接觀察了銅奈米顆粒在催化過程中如何變化。他們應用小角度X射線散射（SAXS）來深入了解催化劑的降解情況。這使他們能夠識別並觀察到兩種競爭機制，這些機制將銅奈米顆粒推向CO電化學還原反應（CORR）催化劑降解的邊緣：顆粒遷移和聚結（PMC）以及奧斯特瓦爾德熟化。
研究人員發現，在CORR反應的最初12分鐘內，PMC過程佔主導地位，隨後是奧斯特瓦爾德熟化。較低的電壓會觸發PMC過程的遷移和聚集，而較大的電壓會加速反應，從而增加奧斯特瓦爾德熟化的溶解和再沉積過程。
這些發現提出了各種保護催化劑的緩解策略。這些策略包括改進支撐材料以限制PMC，或採用合金化策略和物理塗層來減緩溶解並減少奧斯特瓦爾德熟化。未來的研究將側重於測試不同的保護方案，並設計催化塗層以引導CORR反應產生特定的燃料和化學品。