纳米级影片揭示清洁能源未来的一道障碍

杜克大学的研究人员通过拍摄极微观的电解质器件腐蚀过程，揭示了这一过程。他们发现，为了实现清洁能源未来，电解质器件所需的稀有金属催化剂容易受腐蚀，从而缩短其使用寿命。研究结果发表在《美国化学学会杂志》上。研究人员使用液相透射电子显微镜技术，观察了在酸性环境中发生的复杂化学反应，导致催化剂衰变。具体地，他们对促进氧半反应的二氧化钌催化剂进行了研究。

通过高能辐射照射纳米晶体的方法，研究人员观察了这些晶体在电解质器件内部酸性液体中的变化。他们使用透射电子显微镜拍摄了这些微小物体的照片，每秒10帧，显示出与化学反应相关的时间序列图像。

研究结果显示，这些病毒大小的晶体在5分钟内迅速分解，在数小时内就足以使真实设备失效。视频放大了成千上万倍，揭示了晶体3D形状的微小缺陷，导致某些晶体比其他晶体更快地分解。

研究人员认为，通过最小化这类缺陷，有望设计出比目前使用寿命长两到三倍的可再生能源设备。这项研究得到了美国国家科学基金会的资助。