Zračenjem-inducirana sinteza visokoentropijskih slitina: nova katalitička rješenja za vodikovu ekonomiju
Glavni istraživač
Rastuća globalna potražnja za energijom, u kombinaciji s geopolitičkom nestabilnošću u Europi, potaknula je intenzivan interes za smanjenjem ovisnosti o fosilnim gorivima te za razvojem novih obnovljivih izvora energije. Sustavi elektrokemijske konverzije i pohrane energije, uključujući gorive članke, elektrolizu vode, i baterije, izdvajaju se kao ključna rješenja. Među njima, vodik se ističe kao obećavajući energetski vektor za prijelaz na održivi energetski sustav i ugljično-neutralnu ekonomiju. Izvediva tehnologija za proizvodnju zelenog vodika je elektroliza vode (WE), koja se temelji na dvije elektrokemijske reakcije, naime reakciji evolucije vodika (HER) i reakciji evolucije kisika (OER). Napredni katalizatori za HER, odnosno OER temelje se na Pt i Ir. Budući da su i Pt i Ir skupi i rijetki, smanjenje njihove upotrebe uz održavanje performansi katalizatora je od najveće važnosti za ekonomsku izvedivost WE tehnologija. Kako bi se riješio ovaj problem, predloženo istraživanje fokusira se na razvoj visokoentropijskih slitina (HEA) kao naprednih elektrokatalizatora za WE koristeći novu radiolitičku metodu. Prednosti radiolitičke sinteze nad konvencionalnim fizičkim ili kemijskim metodama uključuju rad pri atmosferskom tlaku i sobnoj temperaturi te ekološka prihvatljivost. Glavna značajka HEA je stvaranje potpuno novih katalitičkih mjesta idealno prilagođenih za specifičnu reakciju, s potencijalno izvrsnom katalitičkom učinkovitosti. Naš cilj je racionalni dizajn i sinteza HEA korištenjem eksperimentalnog i teorijskog pristupa, posebno prilagođenih za HER i OER, s fokusom na minimiziranje upotrebe plemenitih metala (Pt, Ir i Ru) miješanjem s obilnijim prijelaznim metalima (Fe, Co, Ni, Cu, Cr, Mn, Mo, V, Zn). Nadalje, te HEA će biti deponirane na ugljiku visoke specifične površine i titanijevom oksinitridu, kako bi se maksimizirao broj aktivnih mjesta te dodatno poboljšala njihova aktivnost i stabilnost.