Dual-site Collaboration Boosts Electrochemical Nitrogen Reduction On Ru-S-C Single-atom Catalyst

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Acasă > Anunturi > Colaborarea cu două locații sporește reducerea electrochimică a azotului pe catalizatorul cu un singur atom Ru-SC

Folosind spectroscopia Raman in situ și efectul cinetic dinamic, cercetătorii au confirmat experimental efectul pozitiv al mecanismului dublu-site Ru/S asupra eNRR asupra unui model de catalizator cu un singur atom Ru-SC. CREDIT Jurnalul chinez de cataliză

Folosind spectroscopia Raman in situ și efectul cinetic dinamic, cercetătorii au confirmat experimental efectul pozitiv al mecanismului cu două locuri Ru/S asupra eNRR asupra unui model de catalizator cu un singur atom Ru-SC. CREDIT
Jurnalul chinezesc de cataliză

Rezumat:
Amoniacul (NH3) este un îngrășământ și substanță chimică importantă pentru societatea umană, cu toate acestea, producția sa prin procesul tradițional Haber-Bosch consumă energie substanțială din combustibili fosili și produce emisii masive de dioxid de carbon. Alimentată de energie regenerabilă, reducerea electrocatalitică a azotului (N2) la NH3 în condiții ecologice și blânde oferă o soluție extrem de atractivă pentru neutralitatea carbonului. În ciuda progreselor semnificative recente, reacția electrocatalitică de reducere a azotului (eNRR) suferă încă de selectivitate și activitate limitate. Acest lucru se datorează super-stabilității legăturii triple N≡N. Eforturile teoretice și experimentale au demonstrat că electrocatalizatorii se confruntă întotdeauna cu o provocare semnificativă pentru a activa eficient N2 și a realiza prima protonare a N2 pentru a forma NNH* în etapa de determinare a vitezei (RDS).

Colaborarea cu două locații sporește reducerea electrochimică a azotului pe catalizatorul cu un singur atom Ru-SC

Dalian, China | Postat pe 6 ianuarie 2023

O strategie pentru a depăși limitarea de mai sus a eNRR este de a implica mai multe situsuri de reacție în reacțiile catalitice, la fel ca situsurile active catalitic din metaloenzimele talentate. De exemplu, în Fe nitrogenază, atomul S adiacent centrului Fe funcționează ca un situs co-catalitic pentru a lega protonii (H*), care activează electrostatic molecula de N2 adsorbită de centrul Fe la starea optimă și furnizează H* pentru hidrogenarea N2. O astfel de colaborare strânsă între centrul metalic și atomii săi de coordonare permite nitrogenazei să atingă o activitate și selectivitate ultra-înaltă. Prin urmare, ne putem aștepta ca activitatea sinergetică a mai multor situsuri catalitice de pe suprafața catalizatorului să poată îmbunătăți semnificativ activitatea și selectivitatea eNRR.

Recent, o echipă de cercetare condusă de prof. Tao Ling de la Universitatea Tianjin, China, și-a propus să realizeze o muncă sinergetică a site-urilor cu reacții multiple pentru a depăși limitarea producției durabile de NH3. Aici, folosind catalizatorul ruteniu-sulf-carbon (Ru-SC) ca prototip, cercetătorii arată că site-ul dublu Ru/S cooperează pentru a cataliza eNRR în condiții ambientale. Cu combinația de calcule teoretice, spectroscopie Raman in situ și observație experimentală, cercetătorii demonstrează că o astfel de cooperare Ru/S dual-site facilitează foarte mult activarea și prima protonare a N2 în etapa de determinare a ratei eNRR. Ca rezultat, catalizatorul Ru-SC prezintă performanțe eNRR semnificativ îmbunătățite în comparație cu catalizatorul de rutină Ru-NC printr-un mecanism catalitic cu un singur loc. Se poate anticipa că mecanismul catalitic colaborativ cu două locații proiectat special va deschide o nouă modalitate de a oferi noi oportunități pentru promovarea producției durabile de NH3.

####

Pentru mai multe informații, faceți clic pe aici

Contacte:
Fan El
Institutul de Fizică Chimică Dalian, Academia Chineză de Științe
Birou: 86-411-843-79240

Dacă aveți un comentariu, vă rog Contact ne.

Emitenții de comunicate de știri, nu 7th Wave, Inc. sau Nanotechnology Now, sunt singuri responsabili pentru acuratețea conținutului.

Bookmark: