Om prosjektet
Faststoff-elektrokjemiske innretninger spiller en viktig rolle for konvertering og lagring av fornybar energi. Ytelsen til slike elektrokjemiske celler er begrenset av den elektrokatalytiske aktiviteten til elektrodene. Her kan katalytiske nanopartikler bli anvendt, men deres ytelse er begrenset av agglomerering over tid (venstre figur).
Exsolution er et vekstfenomen hvor metallnanopartikler segregerer fra et oksidmateriale, og forblir forankret i overflaten (høyre figur). Forankringen forhindrer blant annet agglomerering, og er en av årsakene til at slike nanopartikler er funnet til å øke ytelsen.
![Grafisk illustrasjon av prosessene bak deponering og exsolution](/smn/forskning/prosjekter/kjemi/exsolution/exsolutionnorsk.png)
Mål
Majoriteten av exsolution-studier er begrenset til empirisk kunnskap knyttet til individuelle materialsystem, og det er mange ubesvarte spørsmål om de eksakte mekanismene involvert i vekstfenomenet. Målet til dette prosjektet er å finne generiske prinsipper bak exsolution- prosessen som går på tvers av materialsystemer. I tett samarbeid med Solaris-initiativet til UiO: Energi og Miljø vil en kombinatorisk synteserute med pulserende laserablasjon (PLD) bli brukt sammen med høy gjennomstrømmingskarakteriseringsmetoder for å utforske et stort parameterrom av materialsammensetning. Valg av parameterrommet bygger på innsikt fra atomistiske simuleringer av defektenes energilandskap i materialet samt sammensetninger med teknologiske relevans. Prosjektet jobber tett sammen med Elektrokjemi-gruppen for effektiv anvendelse av kunnskapen inn mot elektrokjemiske celler.
Metoder
-
Syntese: Kombinatorisk pulserende laserablasjon
-
Karakterisering: Skanneelektronmikroskopi, røntgendiffraksjon, transmisjonselektronmikroskopi, atomkraftmikroskopi, termogravimetri
-
Analyse: Automatisert analyse av hyperspektrale og store (>GB) datasett
-
Modellering: Tetthetsfunksjonalteori
Finansiering og samarbeid
Prosjektet bygger på tverrfaglig samarbeid mellom kjemikere og fysikere i ulike grupper i senter for materialvitenskap og nanoteknologi. Prosjektet er finansiert av Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, Universitetet i Oslo.