RZK-26007 – Večanje obsega in avtomatizacija elektronske mikroskopije na identični lokaciji za hitrejši razvoj naprednih elektrokatalizatorjev (SCALA-CAT)

• Obdobje trajanja: od 1. 3. 2026 do 28. 2. 2029
• Vrednost: 194.310,00 EUR
• Vodja: Ana Rebeka Kamšek
• Partnerja: Inštitut za kovinske materiale in tehnologije, ReCatalyst d.o.o.

Mikroskopija na identični lokaciji spremlja lokalne spremembe na materialih. Izbrane vrste take mikroskopije lahko denimo razkrijejo, kako se spreminjajo katalizatorji, ki temeljijo na kovinskih nanodelcih in pospešujejo kemijske reakcije v napravah za čisto proizvodnjo in rabo vodika. Kvantitativna analiza tako pridobljenih podatkov je večinoma omejena na le nekaj delcev, kar otežuje oblikovanje statistično zanesljivih zaključkov. Projekt zato razvija postopke za večanje obsega in avtomatizacijo elektronske mikroskopije na identični lokaciji za hitrejši razvoj naprednih elektrokatalizatorjev.

Katalizatorji s kovinskimi nanodelci izkazujejo različne tipe sprememb med svojim delovanjem, ki v splošnem slabšajo njihovo sposobnost za pospeševanje določene reakcije, denimo redukcije kisika v vodikovi gorivni celici. Med doslej znanimi mehanizmi razgradnje so npr. raztapljanje kovin, odlepitev nanodelca od podlage, aglomeracija delcev itd.

Glavni cilji projekta so povečati obseg analize z mikroskopijo na identični lokaciji na nekaj sto nanodelcev, vključiti komplementarne tehnike za povezovanje morfoloških, kemijskih in kristalografskih sprememb ter avtomatizirati obdelavo podatkov. Sodobne elektrokatalizatorje bomo v sklopu eksperimentalnega dela projekta izpostavili realističnim elektrokemijskim obremenitvam, z različnimi oblikami elektronske mikroskopije pa bomo zajeli bogate podatkovne zbirke. Razvili bomo namenske programe za označevanje, sledenje in vrednotenje sprememb na vzorcih za razlago razgradnje katalizatorjev.

Podatkovno podprt razvoj odpornih in učinkovitih materialov za vodikove tehnologije je sicer prenosljiv tudi širše, med cilji projekta pa so še uporabnikom prijaznejše rešitve za analizo slik ter spodbujanje sinergij med akademskim in industrijskim okoljem. Projekt tako združuje znanja s področij znanosti o materialih, elektrokemije in podatkovne znanosti ter bo okrepil razvoj naslednje generacije kovinskih materialov.