_ Studiul elucidează mecanismul de reglare pentru reducerea electrocatalitică a nitraților

17:12 2024-02-29 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Studiul elucidează mecanismul de reglare pentru electrocatalitic reducerea nitraților

O echipă de cercetare condusă de prof. Zhang Haimin de la Institutele Hefei de Științe Fizice ale Academiei Chineze de Științe a efectuat un studiu sistematic asupra mecanismului de reglare a electrocatalizatorilor cu fosfuri bimetalice cu heterostructură pentru a îmbunătăți performanța reacție electrochimică de reducere a nitraților.

„Catalizatorul prezintă performanțe diferite de sinteză a amoniacului în diferite reactoare”, a spus dr. Jin Meng, „deci am încercat trei electrolizoare diferite pentru a îmbunătăți performanța electrocatalizatorilor.”

Configurația electrolizorului va afecta foarte mult mediul de reacție local din apropierea electrodului și apoi va afecta performanța catalitică, cercetătorii au ales trei electrolizoare diferite pentru a studia mecanismul de reglare a performanței electrocatalizatorilor.

Rezultatele au fost publicate în Nano Research.

Anionul nitrat (NO3-) este un poluant semnificativ în apele uzate industriale și producția agricolă. Reducerea electrocatalitică a nitraților (NO3RR) este o modalitate eficientă de a rezolva problemele de mediu și de a produce amoniac verde (NH3). Cu toate acestea, procesul NO3RR este complex, implicând transfer de electroni și protoni multipli și suferă de o eficiență Faraday scăzută din cauza concurenței reacțiilor de evoluție a hidrogenului. Un reactor electrochimic NO3RR este, de asemenea, crucial pentru realizarea conversiei de înaltă eficiență a NO3- în NH3.

În acest studiu, cercetătorii au sintetizat o serie de electrocatalizatori bimetalici cu fosfură de cupru-nichel pe hârtie de carbon comercială (CP) prin o metodă hidrotermală simplă în fază de vapori. Performanța electrocatalitică a acestor catalizatori pentru NO3RR a fost evaluată pentru prima dată într-o celulă electrolitică de tip H. Rezultatele au arătat că Cu3P-Ni2P/CP-x ar putea forma heterointerfețe bogate, ceea ce a îmbunătățit transferul de electroni și a îmbunătățit eficiența NO3RR.

Pentru a înțelege în continuare diferența în cinetica NO3RR a electrocatalizatorilor, cercetătorii au folosit un Configurarea electrodului cu disc rotativ pentru a testa parametrii cinetici catalitici corespunzători.

În plus, au asamblat catalizatorul în electrolizorul membrană-electrod-asamblare (MEA), ceea ce a demonstrat activitatea extrem de eficientă și durabilitatea pentru NO3RR la nivel industrial densități de curent. Caracterizarea prin spectroscopie in situ, combinată cu calcule teoretice, a relevat că prezența heterointerfețelor a reglat eficient adsorbția reactanților, iar mecanismul de reacție a urmat o cale secvenţială de hidrodeoxigenare.

Aceste rezultate contribuie la o mai bună înțelegere a electrocataliticului. NO3RR procesează și deschide calea pentru dezvoltarea de catalizatori eficienți și durabili pentru sinteza durabilă a amoniacului.

(Fluierul)