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

Het risico op een ondervoedingscrisis groeit in Haïti, botsingen in de Democratische Republiek Congo, vredesconsolidatie in Colombia europahoy.new

Bevindingen van de recente Analyse van geïntegreerde voedselveiligheidsfaseclassificatie (IPC) wijzen op een alarmerende toename van 19 procent van het aantal kinderen dat naar schatting dit jaar aan ernstige acute ondervoeding lijdt in Haïti. Ongeveer 1,64 miljoen mensen worden geconfronteerd met...

Invitation à assister à la cérémonie de remise des Prix du Film du Public Européen LUX 2024 le 16 avril | Nouvelles

AVIS DE NON-RESPONSABILITÉ : Les informations et opinions reproduites dans les articles sont celles de ceux qui les énoncent et relèvent de leur propre responsabilité. La publication dans The European Times ne signifie pas automatiquement l’approbation d’un point...

Een fundamenteel moment voor klimaatactie voor jongeren europahoy.news

Voorafgaand aan Zero Waste Day, dat vanaf 2022 jaarlijks op 30 maart wordt gevierd, herinneren we ons hoe die simpele maar hartverscheurende uitspraak, het pleidooi van een kind om het Oosten te beschermen, weerklank vond in de hele wereld. Lang...

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.