Side 6

n MATERIALEKEMI Foto: Wikimedia. Vi må tænke småt, hvis opskaleringen af Power-to-X skal gå godt Røntgenstråler gør det muligt at undersøge de bittesmå nanomaterialer, der skal være med til at accelerere den grønne omstilling. Af Jens Edelvang-Pejrup og Kirsten Marie Ørnsbjerg Jensen, Kemisk Institut, Københavns Universitet Danmark står på tærsklen af en ny æra inden for Power-to-X (P2X), og landets elforbrug til P2X forventes at overstige vores øvrige elforbrug inden for de næste få årtier [1]. En del af dette elforbrug vil dog gå tabt som varme, når der produceres bæredygtige brændstof- fer og andre grønne produkter. Hvis vi vil reducere dette energitab, er det essentielt at benytte en katalysator, der kan reducere energibarrieren for den relevante reaktion - hvad enten det er spaltning af vand til H 2 og O 2 som et led i energilagring eller reduktion af CO 2 i produktionen af bæredygtige kemiske udgangsstoffer. På den måde reducerer vi den energi, der er nødvendig for at få reaktionen til at forløbe, og gør proces- sen så energieffektiv som muligt. Lige nu er de fleste P2X-katalysatorer baseret på ædle metaller som platin og iridium, der både er sjældne og dyre. Hvis vi fortsat skal have tilstrække- lig med ressourcer til at opfylde vores grønne ambitioner, er det altså afgørende, at vi udnytter ædelmetallerne bedst mu- ligt, eller endda udskifter dem fuldkom- ment [2]. Dette arbejder vi hen imod i Center for High Entropy Alloy Catalysis (CHEAC) på Københavns Universitet, hvor vi blandt andet benytter røntgenstrå- ler til at undersøge materialers struktur, hvordan de dannes, og hvordan de ændrer sig, når katalytiske processer finder sted. n PDF I en parfordelingsfunktion (PDF) skifter man blandt andet plottets x-akse fra at vise vinkler til at vise afstande. Resultatet er et relativt in- tuitivt histogram, der viser afstande mellem par af atomer i strukturen. Dette gøres ved at normalisere og Fourier-transformere røntgenspred- ningsdata fra et bredt spænd af vinkler. Processen er lidt komplice- ret, men med en god dosis erfaring og det rigtige software, kan data laves til en PDF på et øjeblik. Når røntgensynet bliver sløret En katalysator er oftest et fint pulver af partikler, der har en bestemt krystal- struktur. Det er denne atomare struktur, der sammen med grundstofsammensæt- ningen afgør, hvor godt katalysatoren virker. Derfor er disse vigtige at karak- terisere, så vi kan kortlægge sammen- hænge mellem materialets struktur og dets egenskaber. Et af de vigtigste redskaber, når en materialekemiker skal bestemme krystalstrukturer, er pulverrønt- genspredning, forkortet PXRD. Her skydes en røntgenstråle på pulveret fra forskellige vinkler, hvilket producerer et karakteristisk spredningsmønster som vist i figur 1c. Da bølgelængden af røntgenstrålerne er omkring 0,1 nm, omtrent samme størrelse som et atom, kan man bruge spredningsmønsteret til at beregne afstanden mellem planer af atomer i et krystallinsk materiale, og dermed finde ud af, hvordan atomerne sidder sammen. Den simpleste måde at optimere brugen af ædelmetaller i en katalysator er at sikre sig, at mest muligt af metallet 6 Dansk Kemi, 105, nr. 4, 2024 -

Side 7

Days ater :25 å Lab ab The :00 - 10 LEX p FREE L 4 kl. 10 T F itors /9 202 O Exhib g d. 4 onsda Opentrons Flex Opentrons' nye og budgetvenlige pipetteringsrobot Opentrons Flex, giver dig mulighed for hurtigt og nemt at opskalere dagligdagens pipetteringsworkflows. Med en open source-platform og anvendelse af blandt andet gripper, temperaturmoduler samt 1-, 8- eller 96-kanals pipetter har du mulighed for at skabe en automatiseringsløsning, der passer til dit workflow – ikke omvendt. Kom og hør hvordan Opentrons Flex kan opgradere automatisering i dit laboratorie på LabDays onsdag d. 4/9 2024 kl. 10:00 - 10:25 , hvor Maria Thorsager holder oplæg og står klar til at svare på spørgsmål. www.mikrolab.dk
    ...