Doris E. Grumelli
En la emergente área de nuevas formas de energía, el estudio y el entendimiento de cómo funciona un catalizador a nivel elemental resulta fundamental para mejorar, diseñar y desarrollar nuevas superficies electrocatalíticas..
La preparación de superficies en ultra alto vacío (UHV) ha sido una herramienta fundamental en el campo de ciencias de superficies para estudiar en detalle superficies, ya que es una técnica limpia y que permite control absoluto de las condiciones de preparación. Por otro lado, si se desea dar utilidad a estas superficies es necesario atravesar la brechaentre UHV y la presión ambiente, de una manera limpia y controlada. Esto se ha realizado por medio de sistemas de transferencia donde la muestra es llevada gradualmentea condiciones ambientales mediante la introducción de un gas noble como Ar o N2.
Tomando la experiencia de sistemas biológicos, catalizadores por excelencia, y sistemas inorgánicos convencionales, nos hemos dedicado a preparar sistemas bidimensionales en UHV que contienen arreglos atómicos con distancias bien determinadas. Trabajamos tanto con redes 2D metalo-orgánicas, donde la molécula orgánica sirve de “espaciadora” entre los centros metálicos individuales como así también con superficies de óxido de hierro(Fe3O4) en las cuales la reconstrucción de la misma sirve como molde para alojar metales. Para explorar las propiedades electrocatalíticas de tales sistemas, la muestra se traslada a una celda electroquímica de un sistema de transferencia inerte, como el descripto anteriormente.
Las reacciones electrocatalíticas mas exploradas con nuestros sistemas han sido, le reacción de reducción de oxígeno (ORR), la reacción de evolución de oxígeno (OER) y de hidrogeno (HER).
Publicaciones relacionadas:
Bio-inspired nanocatalysts for the oxygen reduction reaction. Doris Grumelli*, Benjamin Wurster, Sebastian Stepanow, Klaus Kern, Nature Communication, 4:2904, 2013 DOI: 10.1038/ncomms3904
Mimicking Enzymatic Active Sites on Surfaces for Energy Conversion Chemistry.Rico Gutzler, Sebastian Stepanow, Doris Grumelli , Magalı́ Lingenfelder and Klaus Kern. Acc. Chem. Res., 2015, 48 (7), pp 2132–2139
Driving the oxygen evolution reaction by nonlinear cooperativety in bimetallic coordination networks.Benjamin Wurster, Doris Grumelli,]* Diana Hötger, Rico Gutzlerand Klaus Kern J. Am. Chem. Soc.2016, 138, 3623−3626