19:54 2022-11-30
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetătorii analizează impactul halogenurilor asupra reducerii electrochimice a dioxidului de carbon
_ Cercetătorii analizează impactul halogenurilor asupra Reducerea electrochimică a dioxidului de carbon
Halogenurile sunt promițătoare pentru îmbunătățirea performanței catalizatorilor utilizați în conversia dioxidului de carbon. O echipă de oameni de știință a examinat progresele recente și provocările legate de halogenuri și a oferit perspectivele asupra direcțiilor viitoare ale cercetării.
Echipa și-a publicat concluziile într-o lucrare de revizuire în jurnalul Nano Research Energy în noiembrie. 30, 2022.
Oamenii de știință caută reacția electrochimică de reducere a dioxidului de carbon (CO2RR) ca o tehnologie promițătoare pentru a ajuta la ușurarea încălzirii globale și pentru a stoca energie regenerabilă. Pentru ca această tehnologie să aibă succes și sunt necesari electrocatalizatori cu costuri reduse și eficienți. În ciuda potențialului CO2RR reținut, utilizarea sa este în prezent limitată din cauza activității și selectivității catalizatorului, a eficienței sistemului și a înțelegerii căilor de reacție.
Există o nevoie puternică de dezvoltare a unui electrocatalizator cu activitate și selectivitate ridicate. pentru ca tehnologia de electroreducere a CO2 să găsească aplicații practice.
Prin urmare, echipa de cercetare a întreprins o revizuire cuprinzătoare a rolului și mecanismului ionilor de halogenură în procesul CO2RR pentru a ajuta la o mai bună ghidare a proiectării viitoare a electrocatalizatorilor eficienți. "Scopul final este de a proiecta catalizatori mai eficienți și activi pentru conversia CO2 în substanțe chimice și combustibili cu valoare adăugată. Există aplicații puternice în utilizarea carbonului", a declarat Yanwei Lum, cercetător la Institutul de Cercetare și Inginerie a Materialelor, Agenție. pentru Știință, Tehnologie și Cercetare.
În revizuirea lor, echipa a explorat rolul ionilor de halogenură asupra structurii și morfologiei electrocatalizatorilor. Apoi, au examinat relația dintre ionii de halogenură și stările de valență ale site-urilor active de pe suprafața catalizatorului. Apoi au rezumat mecanismele halogenurilor în creșterea eficienței conversiei CO2, inclusiv modul în care ionii de halogenură sunt implicați în transferul de electroni și influența lor asupra căii de reacție. Ei își încheie studiul cu un rezumat și o perspectivă de viitor. „Dorim să punem în evidență și să încurajăm cercetările suplimentare privind încorporarea și interacțiunea elementelor halogen cu catalizatorii de conversie a CO2”, a spus Lum.
Echipa evidențiază trei domenii despre care consideră că merită investigații și cercetări aprofundate. În primul rând, echipa recomandă proiectarea sistemelor model pentru a identifica mecanismele cheie în diferite situații. Echipa a clasificat mecanismele prin care halogenurile contribuie la reducerea electrochimică a CO2 prin reorganizarea nanostructurii, modularea structurii electronice și promovarea directă.
Cu toate acestea, acești factori pot afecta catalizatorul simultan, ceea ce face dificilă distingerea cele cheie în joc. Prin urmare, pentru a obține o perspectivă asupra rolului ionilor de halogenură în reacțiile de reducere a CO2, echipa vede necesitatea de a proiecta sistematic sisteme model bine definite pentru a studia mecanismele cheie pentru fiecare caz.
A doua recomandare este de a dezvolta instrumente avansate de caracterizare in situ pentru a înțelege mai bine rolul halogenurilor. În condiții de reacție, structura suprafeței catalizatorului, situsurile active, starea de valență și intermediarii de reacție se pot schimba dinamic. Cu toate acestea, aceste schimbări dinamice apar adesea pentru perioade extrem de scurte, iar rolul halogenurilor în proces poate să nu fie pe deplin reflectat de studiile ex-situ.
Așadar, echipa recomandă ca caracterizări și metode avansate in situ. ar trebui să fie utilizat pentru măsurarea modificărilor suprafeței catalizatorului și structurii. De exemplu, spectroscopia de absorbție in situ cu raze X ar putea fi utilizată pentru a studia starea de oxidare a catalizatorului în condiții de reacție. Microscopia electronică cu transmisie in situ ar putea fi utilizată pentru a observa cum se modifică nanostructura catalizatorului în timpul reducerii CO2.
A treia recomandare este să exploreze noi arhitecturi de catalizatori pe bază de halogenuri. Până în prezent, cercetările s-au concentrat pe dezvoltarea de electrocatalizatori pe bază de metal modificați cu halogenuri. Dincolo de astfel de sisteme, pot exista și alte oportunități pentru proiectarea de noi tipuri de electrocatalizatori. De exemplu, doparea halogenilor în catalizatori pe bază de carbon și utilizarea compușilor halogenuri organici ca aditivi moleculari pentru a îmbunătăți activitatea electrocatalitică ar putea deveni noi căi foarte promițătoare pentru explorare.
Comentarii:
Adauga Comentariu