科学家构建三合一原位X射线平台 揭示CO₂电解催化剂降解机制
（图片来自网络）
科学家构建三合一原位X射线平台，成功揭示二氧化碳（CO₂）电解过程中催化剂降解机制，为解决电解装置长期稳定性问题提供新研究手段。
基于膜电极组件（MEA，Membrane - electrode assembly）的二氧化碳电解在工业规模化生产中展现出巨大潜力，但长期稳定性仍未完全解决。丹麦技术大学等团队针对此挑战，开发出全球首个“三合一”原位同步辐射表征平台，该平台将广角X射线散射（WAXS）、小角X射线散射（SAXS）与X射线荧光（XRF）联用，能够追踪MEA中离子和水的运动、催化剂晶体结构的时空分辨演变。
该平台研究显示，在脉冲式加速压力测试（AST）下，Ag和Au催化剂的降解机制被揭示。WAXS可观察MEA中催化剂晶体演变和水运动，SAXS了解催化剂中纳米颗粒形态变化，XRF识别金属离子积累与扩散。研究发现，晶相催化剂稳定性和催化剂 - 基底粘附性对MEA耐久性至关重要。Au催化剂晶体结构稳定、粘附性好，而Ag催化剂因颗粒团聚、溶解 - 重结晶过程不良而降解。
研究还提出未来方向，包括晶面工程、稳定合金设计等来缓解催化剂衰减，同时碳基底改性可增强纳米颗粒附着力，离聚物可捕获金属离子等。
此前单一技术（如WAXS）存在局限性，此次三合一平台整合技术并引入脉冲AST，为CO₂电解器失效机理与稳定性评估优化提供新策略。相关论文发表于《Nature Nanotechnology》，为CO₂电解技术发展提供重要参考。
（声明：该内容经AI精编）
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