01:56 2023-01-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Studiul dezvăluie principiul teoretic conform căruia catalizatorii pe bază de carbon promovează reacțiile electrochimice
_ Studiul dezvăluie principiul teoretic că catalizatorii pe bază de carbon promovează reacțiile electrochimice
Catalizatorii pe bază de carbon au atras o atenție extinsă în ultimele decenii ca alternativă economică la catalizatorii din metale nobile pentru sistemele de energie regenerabilă.
Un studiu recent. , afiliat UNIST, a dezvăluit principiul teoretic conform căruia catalizatorii pe bază de carbon promovează reacțiile electrochimice. Cheia acestui lucru este că prezența defectelor de carbon — împreună cu flexibilitatea structurală și reacțiile chimice — sunt combinate pentru a permite îmbunătățirea activității catalitice chiar și fără a fi nevoie de catalizatori de metale prețioase, cum ar fi platina (Pt).
Reacția de reducere a oxigenului (ORR) este o reacție electrochimică importantă și a fost aplicată pe scară largă în aplicații de energie regenerabilă, cum ar fi pilele de combustie cu hidrogen, separarea apei și bateriile metal-aer (MAB). În prezent, catalizatorii comerciali pe bază de Pt (PBC) sunt utilizați pe scară largă în acest scop datorită activității lor catalitice superioare. Cu toate acestea, prețul ridicat, otrăvirea ușoară cu CO și durabilitatea scăzută a Pt împiedică aplicațiile pe scară largă ale PBC-urilor și, astfel, a remarcat echipa de cercetare.
Catalizatorii pe bază de carbon sunt studiați în mod activ ca o alternativă de top. material, iar eficiența și compoziția catalizatorilor sunt îmbunătățite în mod constant. Cu toate acestea, cauza catalizatorilor pe bază de carbon care promovează reacțiile electrochimice nu este clară, încetinind dezvoltarea catalizatorilor pe bază de carbon.
În acest studiu, echipa de cercetare a demonstrat modul în care două tipuri de defecte — locurile libere de carbon și piridinic. -N dopanți, în materiale de carbon fără metal - îmbunătățesc adsorbția de O2, o etapă de reacție critică pentru activarea ORR.
"Calculele noastre și analiza structurală au arătat că defectele permit zonelor de carbon din marginea vecină să adsorbe O2 prin sporind flexibilitatea structurală și, astfel, scăderea barierei energetice pentru tranziția sp2/sp3 a atomului de carbon”, a menționat echipa de cercetare. „Astfel, mediul structural nelocal este la fel de critic ca și interacțiunea directă dintre locul de adsorbție și adsorbat în reacția chimică.”
Descoperirile lor arată în continuare că piridinic-N are avantaje față de locurile libere de carbon din punct de vedere structural. stabilitate. „Studiul nostru se bazează pe numeroase investigații teoretice și experimentale ale materialelor de carbon și este în concordanță cu rezultatele experimentale catalitice”, a adăugat echipa de cercetare. „Mai mult, rezultatele noastre pot fi extinse la reacțiile chimice generale în materialele de carbon defecte și vor stimula cercetarea în ingineria defectelor.”
Descoperirile lor au fost publicate în ACS Nano.
Comentarii:
Adauga Comentariu