Эффективные электрокатализаторы, необходимые для производства зеленого водорода, скрыты в материалах, состоящих из пяти и более элементов. Команда иследователей разработала эффективный метод выявления многообещающих кандидатов среди множества возможных материалов. С этой целью были объединены эксперименты и моделирование.
Высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) представляют собой химически сложные материалы, состоящие из смесей пяти и более элементов. В них интересно то, что они открывают совершенно новые возможности для разработки электрокатализаторов. Такие катализаторы срочно необходимы для повышения эффективности процессов преобразования энергии для производства и использования зеленого водорода. Проблема заключается в том, что в принципе возможны миллионы систем с высокой энтропией, и каждая система включает в себя десятки тысяч различных составов. Справиться с такой сложностью обычными методами и традиционными высокопроизводительными процедурами практически невозможно.
На первом этапе команда разработала способ создания как можно большего количества потенциальных композиций. Для этого они использовали систему распыления, которая одновременно наносит пять основных материалов на носитель. Затем группа электрохимиков исследовала библиотеки материалов на предмет их электрокаталитической активности. Это позволяет нам выявлять тенденции, в которых находятся возможные многообещающие кандидаты. Команда сопоставила эти данные эксперимента с большим набором данных моделирования, предоставленным исследователями из Копенгагенского университета, чтобы более подробно понять состав материалов. Сравнение между моделированием и экспериментом позволяет исследователям изучить атомный масштаб электрокатализаторов, оценить статистическое расположение атомов на поверхности материала и определить их влияние на каталитическую активность.