SPP2080

Kontrolle des Degradationsverhaltens von perowskitischen OER-Katalysatoren unter dynamischen Operationsbedingungen durch operando-Charakterisierung und systematischer Variation der d-Orbital-Bandtruktur

Es ist seit vielen Jahrhunderten offensichtlich, dass Energie eine sehr entscheidende Komponente für die sozioökonomische Entwicklung der Menschheit war und auch weiterhin sein wird. Die effiziente Speicherung und Umwandlung grüner Energie wird von den meisten EU-Staaten priorisiert. So gilt laut Deutscher Nationaler Wasserstoffstrategie grüner Wasserstoff, der durch elektrochemische Wasserspaltung (Elektrolyse) hergestellt wird, als das effizienteste Schlüsselelement für eine nachhaltige Entwicklung. Während der Elektrolyse von Wasser werden Perowskite eingesetzt, da die Elektrokatalysatoren in der Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) einen korrosiven Abbau durch die Formierung von oxidierten und wasserlöslichen Übergangsmetallspezies auf der Oberfläche erfahren. Daher ist die Kontrolle des Abbaumechanismus von Perowskit-OER-Katalysatoren unter dynamischen Betriebsbedingungen entscheidend für die Entwicklung wissensbasierter und im d-Band konstruierter stabiler und aktiver Elektrokatalysatoren. Verschiedene In-situ-Rastersondenmikroskopietechniken (z. B. AFM und STM) werden unter angelegter Vorspannung implementiert, um grundlegende Prozesse von Oberflächentransformationen und Morphologieänderungen an der Fest/Flüssig-Grenzfläche zu analysieren. Die Identifizierung aktiver Stellen und lokaler elektronischer Strukturen wird operando elektrochemisch-STM analysiert, während die Aufdeckung von Oberflächentransformationen durch elektrochemische Reibungskraftmikroskopie (EC-FFM) durchgeführt wird