为开发下一代能量解决方案需要高通量筛选电催化的材料。鉴定新的稳定催化剂需要这种高通量筛选材料组成和粒度，以了解基本反应机制以及物理和化学性质[1,2]。理解和开发这些新颖的纳米材料将有助于开发能量储存和燃料电池的技术改进。
开发这些实验的挑战是用一种可重复的方式合成样品。例如，表面活性剂辅助镍和铁催化剂的种子生长合成对纳米颗粒的形貌和稳定性有显著影响，去除这些合成技术所固有的表面活性剂和其他污染物具有挑战性。这个过程是困难的，耗时的，经常产生不可复制的结果。
为了应对这些挑战，VSParticle公司利用火花烧蚀技术开发了VSP-G1纳米颗粒发生器。能够在控制尺寸的情况下制造化学纯度在20纳米以下的粒子，下面详述的实验装置提供了一种新的解决方案来生成、沉积和评估纯或合金镍和铁纳米粒子的组成。
材料的材料组成和装载对电催化剂的效率有影响。在该实验中，证明可以使用VSP-G1和将变化的纳米颗粒组合物沉积为2D阵列，将配体的无纳米颗粒沉积到高通量芯片上。
图1：VSParticle纳米粒子发生器VSP-G1与VSP-P1纳米型打印机并联设置，以在任何基材上印刷无机纳米结构材料。
高通量筛选纳米粒子沉积的设置
将8×8点的阵列印刷到设计用于高通量分析的镍基材上。沉积时间和组合物对下面成像的氧进化反应（oer）的影响显示了细胞电位与镍 - 铁纳米颗粒比和沉积时间。
图2:测量的电池电位(等高线)作为镍/铁比和沉积时间(沉积质量)的函数。
两个VSP-G1单元并联连接到VSP-P1单元。通过改变电压，电流和载气流速速率虽然两个单元，因此控制了材料的相对组成。
纳米粒子气溶胶被LED进入真空室，其中气溶胶的一部分用于印刷。沉积的点的直径为约3mm。
沉积材料的量由沉积时间控制，从1-320秒变化。
纯合成的纳米颗粒，速度更快，结果更准确
筛选显示出最佳的，其中电池电位从2.60 V降低到2.32 V.
随着印刷和筛选系统的组合，可以大大降低催化剂发育时间。
图3：显示了测量的细胞电位与总沉积时间（沉积质量）的图表显示为产生的8 Ni / Fe比率。
- ［1］https://www.anl.gov/cse/discovery-acceleration.
- [2] A. Shinde等。电催化6（2015）229-236。https://link.springer.com/article/10.1007/S12678-014-0237-7
- [3] Alruqi，S.A.Al-Thabaiti，Z. Khan。J.Mol。liq。282（2019 448-455。https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0167732218355338.