Institute of Materials Chemistry
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2021-11-18 [ ]

Katalysatoren in „Multi-states“ / Catalysts in Multi-states

Eine überraschende Entdeckung: Ein Katalysator scheint üblichen Gesetzen zu widersprechen und kann gleichzeitig völlig unterschiedliche Aktivitäts-Zustände annehmen. A surprising discovery: A catalyst seems to contradict usual laws and can exhibit completely different activity states at the same time.

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.

A research team of our Institute has observed a highly unusual behavior when studying catalytic hydrogen oxidation on rhodium: The surface of a rhodium foil can be highly chemically active in some surface regions, while in others, only a few micrometers away, it is completely inactive, and still in others oscillations between the active and inactive state occur. Such behavior was previously thought to be almost inconceivable. The results, which have now been published in the scientific journal "Nature Communications", show: Catalysis is more complicated than previously thought.

 



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).

Local pattern formation in oscillatory hydrogen oxidation on rhodium: a scanning photoelectron microscope (SPEM) was used to create a chemical map of the species on the catalyst surface (left). Spectroscopic data (XPS) of the surface coverage (right) enable to develop atomic models of the associated surface activity states (middle).


Das internationale Forschungsteam. The international research team.

 

TU Press Release: https://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/news-articles/news/katalysatoren-gleichzeitig-vergiftet-und-sehr-lebendig

CHEMIE.DE: https://www.chemie.de/news/1173573/katalysatoren-gleichzeitig-vergiftet-und-sehr-lebendig.html

Original publication

P. Winkler et al., Coexisting multi-states in catalytic hydrogen oxidation on rhodium, Nature Communications 12, 6517 (2021).

 

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“.