元素百科介绍新的双原子催化剂有望获得清洁能源。研究小组最近在《美国国家科学院杂志》上报道，美国和中国科学家正在寻找更有效地收集和储存太阳能的新解决方案，并将新的双原子催化剂合成为人工光合作用的平台。
该小组开发了一种只有两个活性金属中心的铱催化剂。最重要的是，实验表明，该催化剂具有明确的定义结构，可作为未来太阳能燃料合成研究的生产平台。
“我们的研究涉及直接太阳能存储技术。”波士顿大学化学副教授Dunwei，波士顿大学的主要作者 Wang说：“它解决了太阳能是间歇性的关键挑战。它直接收集太阳能，并将能量储存在化学键中，就像执行光合作用一样，但效率更高，成本更低。”
研究人员花了很多时间在单原子催化剂上（SACs）以两个原子为特征的“原子分散催化剂”很少被探索。在题为“稳定的铱双核异质催化剂支持金属氧化物基板上的太阳能水氧化”的论文中，小组报告了合成铱双核多相催化剂的方便光化学方法。催化剂具有优异的稳定性和较高的水氧化活性，是自然光合作用和人工光合作用的重要过程。
催化研究人员在多相催化剂的发展中遇到了特殊的挑战，在大规模的工业化学转化中得到了广泛的应用。大多数活性多相催化剂的原子结构往往没有很好的定义，这使得分子水平难以详细评估。
该小组利用新技术对单原子催化剂进行了评估，并开发了一个重要而复杂的材料平台来研究需要一个以上活性中心的反应。
Wang表示，研究小组确定了“水氧化反应中最小的活性和最耐用的多相催化剂单元是什么。此前，研究人员提出了这个问题，只在同质催化剂中找到了答案，其耐久性较差。我们第一次看到多相催化剂在清洁能源生产和储存方面的潜力。”
该小组还对劳伦斯伯克利国家实验室的高级光源进行了X射线实验，以帮助确定铱催化剂的结构。它们采用了两种技术：X射线吸收精细结构（EXAFS）X射线附近的结构（XANES）。这些实验为更好地理解这种新催化剂提供了重要证据。
Wang表示，该团队对催化剂的简单性和耐久性感到惊讶，并对水氧化反应的高活性感到惊讶。
Wang表示，下一步的研究包括进一步优化催化剂的实际应用，并检查催化剂可以应用于新的化学转化。
除了Wang和他在波士顿学院的研究团队外，还有来自加州大学欧文分校、耶鲁大学、塔夫茨大学、劳伦斯伯克利国家实验室、中国清华大学和南京大学的科学家。
本研究由美国国家科学基金会、美国能源部和中国科学机构资助。
