卡尔斯鲁厄理工学院 测试装置，包括用于费托测量活动的高压电池，在成套设备同步加速器上使用卡特彼勒ACT测量线
信用:Tiziana Carambia 合适的催化剂对于高效的能量转化应用是非常重要的，但是在使用过程中发生的分子过程还没有被完全理解
卡尔斯鲁厄理工学院的科学家利用同步加速器发出的x光，第一次观察到费托反应过程中的催化剂，该催化剂有助于在工业条件下生产合成燃料
测试结果旨在用于开发定制的能量转化催化剂
该团队已经在科学杂志《反应与化学工程》上发表了研究结果
在通往二氧化碳中和社会的道路上，能源转化为能源的过程(P2X)，我
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将可再生能源转化为化学能源的过程支持不同部门的相互联系
例如，合成燃料可以由风能或太阳能生产，从而实现气候友好型的移动和货物运输，而不会产生额外的温室气体排放
费-托合成法(FTS)是化学工业中的一种成熟工艺，除其他外，费-托合成法对于从一氧化碳和氢气生产汽油或柴油的长链烃的目的是必要的
然而，尽管这项技术的发现已经过去了一百多年，但人们对其中涉及的过程仍然没有完全的科学认识:“这尤其适用于工业条件下该过程所需的催化剂的结构变化，”基特大学化学技术和聚合物化学研究所(ITCP)的杨-迪克·格伦沃尔德教授说
在反应过程中，可能会形成不希望的副产物，或者催化剂中可能发生破坏性的结构变化
到目前为止，还没有充分解释这是如何在反应过程中发生的，以及对整个过程有什么影响
" 在一个跨学科项目中，通过与麻省理工学院微过程工程研究所(IMVT)和催化研究与技术研究所(IKFT)的P2X专家合作，该团队现在已经在原子水平上理解FTS方面取得了突破
“为了分析，我们使用同步加速器研究的方法，我
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这项研究的作者之一马克·安德烈·谢勒解释说
“可以说，这是我们第一次能够在真实的工艺条件下观察到FTS催化剂在原子水平上发挥作用
" 虽然催化反应已经预先用同步加速器进行了研究，同步加速器是一种特殊的粒子加速器，用于产生特别强烈的x光辐射，但在长时间、高温和高压下发生的反应，如在P2X设施中的实时操作，迄今仍是一个障碍
在基特的实验中，一种新型高压基础设施现已被添加到卡特彼勒-ACT测量线上(催化和锕系元素测量线)，该测量线被指定用于基特同步加速器的催化剂研究
有了这个基础设施——它是作为德国联邦政府的科伯尼库斯能源周转项目的一部分而建造的——就有可能在FTS期间，在250℃和30巴下运行300多个小时来确定商业钴镍催化剂的功能
这也是第一次在这样的实验中能够产生足够数量的碳氢化合物，并在之后进行分析
计算机的催化剂开发 该实验使科学家能够识别阻碍活性气体向活性催化剂颗粒扩散的碳氢化合物沉积物
“下一步，这些见解可以用来保护催化剂免受这些失活机制的影响，”格伦沃尔德说
“这是通过，例如，用促进剂改性催化剂，我
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改善催化剂性能的物质
“在未来，对催化反应的全新原子理解将有助于计算机模拟，从而为P2X工艺快速、节约资源和经济高效地开发定制催化剂
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