8月19日消息，arXiv physics.chem-ph 新发表论文（8月16日提交），J.M.P. Beunen与J. Harting（于利希研究中心/埃因霍温理工大学等）对产气反应在双连续催化剂载体结构中的反应流进行数值研究。

多相催化的一个核心挑战是选择最优催化剂载体结构。商用结构可规模化生产，但其随机性使化学和输运性质欠优——在产气反应中尤为突出：多孔结构的不均匀性导致气泡捕获，阻碍反应物到达催化位点，造成转化效率损失。

此前实验已证明旋分解衍生的架构，尤其是双连续界面阻塞乳液凝胶（bijels），可缓解这些问题并获得更优性能。但针对该形貌运行条件的数值优化研究尚属空白。

本工作采用带新型中心矩碰撞算符的色梯度格子玻尔兹曼方法模拟反应流，并开发了基于模拟数据预测催化性能的解析模型。结果显示，bijel形貌可实现极高的转化效率；进一步的性能优化可通过超亲水表面涂层实现，促进气泡脱除。

该研究为电催化产氢、过氧化氢合成等产气反应的载体工程提供了定量设计工具，展示了从随机多孔载体向程序化双连续架构转变的性能上限。 （来源：arXiv）