AccueilNederlandNieuwe elektrokatalysatoren ontwikkeld...

Nieuwe elektrokatalysatoren ontwikkeld voor groene productie van ammoniak

<

div>

Schematisch diagram van ammoniaksynthese door elektrokatalyse met bimetaal Fe-Co-katalysator met één atoom. Krediet: Shengbo Zhang

Wetenschappers hebben het gebruik aangetoond van controleerbaar gesynthetiseerde single-<span class= »glossaryLink » aria-describedby= »tt » data-cmtooltip= »

atoom

Een atoom is het kleinste bestanddeel van een element. Het bestaat uit protonen en neutronen in de kern en elektronen die om de kern cirkelen.

” data-gt-translate-attributen=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>atoomkatalysatoren (SAC’s) om de relatie weer te geven tussen de prestaties van de elektrokatalytische stikstofreductiereactie (NRR) en het laden van één atoom (SA).

Uitgevoerd door onderzoekers van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen, zal de studie vandaag (14 november) worden gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Duurzaamheid.


Elektrosynthese van ammoniak uit NRR bij omgevingsomstandigheden wordt algemeen beschouwd als een « groene ammoniaksynthese » -technologie ter vervanging van het traditionele energie- en kapitaalintensieve Haber-Bosch-proces.

Wetenschappers zijn het erover eens dat de intrigerende kenmerken van SAC’s een nieuw katalytisch paradigma kunnen creëren. Een van de belangrijkste uitdagingen die het rationele ontwerp en de ontwikkeling van SAC’s in de weg staan, is echter het gebrek aan inzicht in de relatie tussen prestaties en SA-belasting, voornamelijk vanwege het onvermogen om de synthese van SAC’s nauwkeurig te regelen met de gewenste SA-belastingsdichtheden en actieve locatiecoördinatie. formulieren.

(a) HAADF-STEM-afbeeldingen. (b) Plots van de geladen Fe en Co SA’s tegen [Fe3+] en [Co2+]. (c) Fe en Co K edge EXAFS-fittingkrommen. ( d ) Co K edge XANES-spectra. ( e ) 13C NMR-spectra in vaste toestand. (f) RNH3 en FE van overeenkomstige katalysatoren. ( g ) Effect van katalysatorbeladingsdichtheid op de activiteit van het geometrische gebied. (h) DFT-geoptimaliseerde configuraties. (i) DFT-geoptimaliseerde configuraties na de initiële elektrokatalytische NRR-cyclus. Krediet: Shengbo Zhang

In deze studie demonstreerden de onderzoekers een adsorptie-gereguleerde synthetische methode die bacteriële cellulose gebruikt als adsorptieregulator om Fe te beheersen3+/Co2+ impregnatie op bacteriële cellulose door carbothermische reductie. Fe-Co SA’s werden vervolgens via bimetaal gefixeerd op van bacteriële cellulose afgeleide koolstof [(O–C2)3Fe–Co(O–C2)3] coördinatie.
Belangrijk is dat de wetenschappers een reeks relaties onthulden die Fe kwantitatief definiëren3+/Co2+ verdeling tussen bacteriële cellulose en de adsorptieoplossing, en het percentage omzetting van geïmpregneerd Fe3+/Co2+ op bacteriële cellulose tot Fe/Co SA’s op van bacteriële cellulose afgeleide koolstof. Vervolgens demonstreerden ze het gebruik van dergelijke kwantitatieve relaties om de controleerbare synthese van bimetallische Fe-Co SAC’s met gewenste Fe / Co-inhoud en atomaire verhoudingen te begeleiden.

Ze toonden aan dat controleerbaar gesynthetiseerde SAC’s de elektrokatalytische relatie tussen NRR-prestaties en SA-belasting kunnen weergeven. Elektrokatalysatoren met één atoom (SAEC’s) met een atomaire verhouding van Fe/Co van één atoom hebben de hoogste plaatsdichtheid en NRR-prestaties voor bimetallische Fe-Co SA’s, waardoor ze in staat zijn een uitstekende ammoniakopbrengst te bereiken met uitzonderlijke faradaïsche efficiëntie.

De katalytische activiteit van SAC’s wordt, in tegenstelling tot andere soorten katalysatoren, bepaald door de aard van de SA, de fysisch-chemische eigenschappen van de drager en, belangrijker nog, de coördinatiebindingen die de SA aan de drager verankeren.


Onder elektrokatalytische NRR-omstandigheden, [(O–C2)3Fe–Co(O–C2)3] in de as-gesynthetiseerde bimetallische Fe-Co SAEC’s wordt operando getransformeerd in de stabielere coördinatieconfiguratie [(O–C2)3Fe–Co(O–C)C2]waardoor de NRR-prestaties worden bevorderd en behouden.

De onderzoekers suggereren dat deze nieuwe bevindingen van groot belang zullen zijn voor de brede katalysegemeenschap.

Referentie: « Atomair gedispergeerde bimetaal Fe-Co elektrokatalysatoren voor groene productie van ammoniak » 14 november 2022, Natuur Duurzaamheid.
DOI: 10.1038/s41893-022-00993-7

Lien source

Publicité

Plus articles a lire

spot_img
spot_img

Faites la subscription avec nous

Lire ausi The European Times.

Lire la suite

De Regie der Gebouwen onthult eerste gerestaureerde deel van de voorgevel van het Brusselse Justitiepaleis en het standbeeld Minerva

Het buitenschrijnwerk van de voorgevel wordt gerestaureerd en opnieuw geschilderd. Hiervoor werden al testrestauraties uitgevoerd.   Een aantal van de ruiten wordt voorzien van  nieuwe beglazing. Afhankelijk van de ruimtes zal het gaan om veiligheids- of anti-inbraakglas (hoogbeveiligde ruimtes) ofwel...

De samenwerkingsreis van de Koningin naar Guatemala europahoy.news

Hare Majesteit de Koningin maakt van 4 tot en met 6 juni een samenwerkingsreis naar Guatemala. ​Doña Letizia zal kunnen leren over het werk dat de Spaanse Samenwerking in Guatemala ontwikkelt via projecten ter ondersteuning van kinderen, jongeren en gender,...

‘Schokkende’ aanslagen in Kharkiv, oproep om hulp aan burgers van Myanmar, maritieme rechtbank dringt aan op klimaatactie en bescherming van burgers europahoy.news

Denise Brown zei dat alle partijen de levens van burgers moeten beschermen tijdens het conflict, maar in Kharkiv zijn ze de afgelopen dagen in plaats daarvan in hun huizen aangevallen, waarbij bedrijven en transportverbindingen beschadigd en aangevallen zijn. “Mijn gedachten...

Profitez d'un accès exclusif à l'ensemble de notre contenu

Bientôt, nous aurons un abonnement en ligne et vous pourrez débloquer tous les articles que vous rencontrerez.