以氢气为燃料的燃料电池可以作为未来汽车的汽油替代品。然而，根据宾夕法尼亚州立大学化学工程副教授劳伦格林利的说法，大多数氢气来自提取的天然气，因此需要一种生产氢气的替代方法，例如水分解，以避免完全使用化石燃料。
最近，格林利从美国国家科学基金会获得了 379,998 美元的赠款，用于研究电解，即用电分解水的过程。她与德国卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员合作，旨在通过使用含铁化合物作为催化剂来加速分裂过程，从而更好地理解并最终改进这种方法。
“电解依赖于一种催化剂来产生分离水中分子的化学反应，但所有商业设备都使用贵金属作为这些催化剂，”格林利说。“我们希望开发更广泛使用且不基于贵金属的催化剂。铁和镍一起被证明在化学反应中非常活跃，因此我们正在努力更好地了解铁在该过程中的作用。”
为了开始研究，Greenlee 将合成小纳米粒子和薄膜形式的铁镍催化剂，或者尺寸从几纳米到几千不等的材料层。相比之下，一张纸的厚度约为100,000 纳米。Greenlee 和她的团队将使用各种表征方法，包括电化学分析、X 射线光电子能谱和电子显微镜，来了解催化剂的特性，这些特性将影响研究的实验部分。
然后，Greenlee 的合作者将在一个专门的表征电池中评估铁镍催化剂的化学结构，以及类似的含铁催化剂，该电池旨在允许在液体电解质环境中的电池运行期间进行 X 射线测量。为了实现这一目标，该团队旨在推进光谱技术，以便可以更快、更有效地对液体样品进行测量——通常很难用光谱测量，格林利说。卡尔斯鲁厄理工学院 X 射线光谱学系主任兼联合首席研究员 Lothar Weinhardt 将带领实验观察两种形式的催化剂，因为它们在电化学环境中工作以加速化学反应。
“了解反应过程中铁的结构至关重要，”格林利说。“如果我们真的理解这一点，那么我们就可以去设计催化剂的小组，并向他们展示一个理想的设计目标。”
根据格林利的说法，研究人员希望通过三年的资助，他们可以致力于开发和测试更有效的铁基催化剂。她还致力于研究，以实现更强大和多样化的能源产生、转换和存储方法以及运输应用。
