التعاون ثنائي الموقع يعزز تقليل النيتروجين الكهروكيميائي باستخدام محفز Ru-S-C أحادي الذرة

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > يعزز التعاون ثنائي الموقع تقليل النيتروجين الكهروكيميائي على محفز ذرة واحدة Ru-SC

باستخدام مطيافية Raman في الموقع والتأثير الحركي الديناميكي ، أكد الباحثون بشكل تجريبي التأثير الإيجابي لآلية الموقع المزدوج Ru / S على eNRR على محفز ذرة واحدة نموذج Ru-SC. الإئتمان
المجلة الصينية للحفز

المستخلص:
تعتبر الأمونيا (NH3) سمادًا وكيميائيًا مهمًا للمجتمع البشري ، ومع ذلك ، فإن إنتاجها من خلال عملية هابر بوش التقليدية يستهلك طاقة كبيرة من الوقود الأحفوري وينتج عنه انبعاثات هائلة من ثاني أكسيد الكربون. مدعومًا بالطاقة المتجددة ، فإن التقليل الكهربائي للنيتروجين (N2) إلى NH3 في ظل ظروف صديقة للبيئة ومعتدلة يوفر حلاً جذابًا للغاية لحياد الكربون. على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه مؤخرًا ، لا يزال تفاعل اختزال النيتروجين المحفز بالكهرباء (eNRR) يعاني من محدودية الانتقائية والنشاط. هذا يرجع إلى الاستقرار الفائق لرابطة N≡N الثلاثية. أظهرت الجهود النظرية والتجريبية أن المحفزات الكهربائية تواجه دائمًا تحديًا كبيرًا لتنشيط N2 بشكل فعال وإنجاز أول بروتون لـ N2 لتكوين NNH * في خطوة تحديد المعدل (RDS).

يعزز التعاون في الموقع المزدوج تقليل النيتروجين الكهروكيميائي على محفز ذرة واحدة Ru-SC

داليان ، الصين | نُشر في 6 يناير 2023

تتمثل إحدى الإستراتيجيات لكسر الحد المذكور أعلاه لـ eNRR في إشراك مواقع تفاعلات متعددة في التفاعلات التحفيزية ، تمامًا مثل المواقع النشطة تحفيزيًا في الإنزيمات المعدنية الموهوبة. على سبيل المثال ، في Fe nitrogenase ، تعمل ذرة S المجاورة لمركز Fe كموقع تحفيزي مشترك لربط البروتونات (H *) ، والتي تنشط جزيء N2 الذي يمتصه مركز Fe بشكل كهربائي إلى الحالة المثلى ويوفر H * لـ هدرجة N2. مثل هذا التعاون الوثيق بين المركز المعدني وذرات التنسيق الخاصة به يمكّن النيتروجيناز من تحقيق نشاط وانتقائية فائقة. لذلك ، يمكن للمرء أن يتوقع أن العمل التآزري لمواقع التحفيز المتعددة على سطح المحفز يمكن أن يعزز بشكل كبير نشاط وانتقائية eNRR.

في الآونة الأخيرة ، اقترح فريق بحث بقيادة البروفيسور تاو لينغ من جامعة تيانجين ، الصين ، تحقيق عمل تآزري لمواقع التفاعل المتعدد للتغلب على قيود إنتاج NH3 المستدام. هنا ، باستخدام محفز الروثينيوم والكبريت والكربون (Ru-SC) كنموذج أولي ، أظهر الباحثون أن الموقع المزدوج Ru / S يتعاون لتحفيز eNRR في الظروف المحيطة. مع الجمع بين الحسابات النظرية ، مطيافية رامان في الموقع ، والمراقبة التجريبية ، يوضح الباحثون أن هذا التعاون الثنائي الموقع رو / S يسهل إلى حد كبير التنشيط والبروتون الأول لـ N2 في خطوة تحديد المعدل لـ eNRR. نتيجة لذلك ، يُظهر محفز Ru-SC أداءً محسّنًا بشكل كبير في أداء eNRR مقارنةً بمحفز Ru-NC الروتيني عبر آلية تحفيزية أحادية الموقع. يمكن توقع أن آلية التحفيز التعاونية ذات الموقع المزدوج المصممة خصيصًا ستفتح طريقة جديدة لتقديم فرص جديدة للنهوض بإنتاج NH3 المستدام.

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
مروحة هي
معهد داليان للفيزياء الكيميائية ، الأكاديمية الصينية للعلوم
المكتب: 86-411-843-79240

حقوق النشر © معهد داليان للفيزياء الكيميائية ، الأكاديمية الصينية للعلوم

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: