14:32 2024-02-21 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Dezvăluirea performanței de reducere a oxigenului dependentă de pH pe catalizatori cu un singur atom

_ Dezlegarea pH-ului- performanța de reducere a oxigenului dependentă de catalizatorii cu un singur atom

Un grup de cercetători a răspuns la câteva întrebări stringente cu privire la o nouă clasă promițătoare de catalizatori, cunoscută sub numele de catalizatori cu un singur atom (SAC).

Perspectivele lor au fost prezentate ca articol de copertă în Journal of the American Chemical Society pe 12 ianuarie 2024.

Oamenii de știință au identificat SAC metal-azot-carbon (M-N-C) ca fiind eficiente și rentabile. alternative eficiente la catalizatorii pe bază de platină în aplicații critice, cum ar fi pilele de combustie și bateriile.

În ciuda promisiunii lor, există încă mai multe aspecte ale comportamentului lor în reacția de reducere a oxigenului - un proces crucial care are loc în diverse sisteme electrochimice — care nu sunt bine înțelese, cum ar fi dependența activității lor de pH, selectivitatea pentru diferite căi de transfer de electroni și identificarea pașilor care determină rata.

Grupul, care include Hao Li, asociat Profesor la Institutul Avansat de Cercetare a Materialelor (WPI-AIMR) al Universității Tohoku, a aprofundat în complexitatea catalizatorilor M–N–C, abordând întrebări fundamentale care au nedumerit de mult comunitatea științifică.

Prin o analiză meticuloasă a mai mult de 100 de structuri catalizatoare M–N–C și evaluări energetice cuprinzătoare care acoperă peste 2.000 de seturi de date, cercetătorii au descoperit o evoluție dependentă de pH a activității catalitice a acestor materiale.

Spre deosebire de ipotezele anterioare, Studiul a relevat un răspuns nuanțat al catalizatorilor M–N–C la diferite niveluri de pH, unii prezentând o stabilitate și performanță remarcabile în medii acide și alcaline.

Cercetarea a evidențiat, de asemenea, interacțiunea complicată dintre compoziția catalizatorului și a acestuia. performanță, elucidând factorii care influențează selectivitatea pentru diferite căi de reacție. Prin sintetizarea unei game variate de catalizatori M–N–C și supunându-i unor teste experimentale riguroase, echipa și-a validat predicțiile teoretice, afirmând acuratețea modelelor lor în prezicerea parametrilor catalitici cheie.

„Descoperirile noastre reprezintă o piatră de hotar semnificativă în căutarea materialelor catalitice eficiente și durabile”, subliniază Li. „Prin dezvăluirea dependenței de pH, selectivității și versatilității catalizatorilor M–N–C, deschidem calea dezvoltării de catalizatori de generație următoare cu performanță și aplicabilitate fără precedent.”

Având în vedere acest pH. Dependența de electrocataliză este foarte comună, Li și colegii săi speră să extindă acest model de succes la o varietate de reacții catalitice în viitor. „Vrem să îmbunătățim precizia modelelor teoretice catalitice pentru a permite o mai bună screening pentru catalizatori stabili și de înaltă performanță”, adaugă Li.

(Fluierul)

Inapoi