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Katalysatoren in „Multi-states“

Eine überraschende Entdeckung: Ein Katalysator scheint üblichen Gesetzen zu widersprechen und kann gleichzeitig völlig unterschiedliche Aktivitäts-Zustände annehmen.

Aufnahme einer Oberfläche die mit einem Rasterphotonenmikroskop erstellt wurde

Ein höchst ungewöhnliches Verhalten wurde von einem Forschungsteam unseres Instituts beobachtet. Während der katalytischen Wasserstoff-Oxidation an Rhodium kann die Oberfläche einer Rhodium-Folie an manchen Stellen chemisch hoch aktiv sein, an anderen, nur ein paar Mikrometer entfernt, hingegen völlig inaktiv, und an wieder anderen stellt sich ein oszillierender Wechsel zwischen dem aktiven und dem inaktiven Zustand ein. Ein solches Verhalten hielt man bisher für kaum vorstellbar. Die Ergebnisse, die nun im Fachjournal „Nature Communications“ publiziert wurden, zeigen: Katalyse ist komplizierter als bisher angenommen.

Eine Aufnahme einer Oberfläche und eine Grafik, die einzelne Atome zeigt

Lokale Musterbildung der oszillierenden Wasserstoffoxidation auf Rhodium: Mit einem Rasterphotoelektronenmikroskop (SPEM) wurde eine Landkarte der Spezies auf der Katalysatoroberfläche erstellt (links). Spektroskopische Daten (XPS) über die Belegung der Oberfläche (rechts) erlauben die Entwicklung atomarer Modelle der zugehörigen Oberflächenaktivitätszustände (Mitte).

Das Forschungsteam: H. Grönbeck, M. Stöger-Pollach, A.Steiger-Thirsfeld, L. Gregoratti, M. Amati, P. Winkler, J. Zeininger, M. Raab, Y. Suchorski, G. Rupprechter

Das internationale Forschungsteam.

TU Press Release: https://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/news-articles/news/katalysatoren-gleichzeitig-vergiftet-und-sehr-lebendig, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

CHEMIE.DE: https://www.chemie.de/news/1173573/katalysatoren-gleichzeitig-vergiftet-und-sehr-lebendig.html, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Original publication

P. Winkler et al., Coexisting multi-states in catalytic hydrogen oxidation on rhodium, Nature Communications 12, 6517 (2021)., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

 

Die Arbeiten wurden im Rahmen des vom FWF geförderten Projekts „Spatial-temporal phenomena on surface structure libraries“ durchgeführt.

Research funded by the Austrian Science Fund (FWF) within Project „Spatial-temporal phenomena on surface structure libraries“.