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

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Ana Sayfa > Basın > Çift tesisli işbirliği, Ru-SC tek atomlu katalizörde elektrokimyasal nitrojen azaltımını artırır

Yerinde Raman spektroskopisi ve dinamik kinetik etkiyi kullanan araştırmacılar, Ru/S ikili bölge mekanizmasının bir model Ru-SC tek atomlu katalizör üzerinde eNRR üzerindeki olumlu etkisini deneysel olarak doğruladılar. KREDİ
Çin Kataliz Dergisi

Özet:
Amonyak (NH3), insan toplumu için oldukça önemli bir gübre ve kimyasaldır, ancak geleneksel Haber-Bosch süreciyle üretimi, önemli miktarda fosil yakıt enerjisi tüketir ve büyük miktarda karbondioksit emisyonu üretir. Yenilenebilir enerji ile güçlendirilen nitrojenin (N2) çevre dostu ve ılıman koşullar altında NH3'e elektrokatalitik indirgenmesi, karbon nötrlüğü için oldukça çekici bir çözüm sunar. Son zamanlardaki önemli ilerlemeye rağmen, elektrokatalitik nitrojen indirgeme reaksiyonu (eNRR) hala sınırlı seçicilik ve aktiviteden muzdariptir. Bunun nedeni, N≡N üçlü bağının süper kararlılığıdır. Teorik ve deneysel çabalar, elektrokatalizörlerin N2'yi etkili bir şekilde aktive etmek ve hız belirleme adımında (RDS) NNH* oluşturmak üzere N2'nin ilk protonasyonunu gerçekleştirmek için her zaman önemli bir zorlukla karşı karşıya kaldığını göstermiştir.

Çift tesisli işbirliği, Ru-SC tek atomlu katalizörde elektrokimyasal nitrojen azaltımını artırıyor

Dalian, Çin | 6 Ocak 2023 tarihinde yayınlandı

eNRR'nin yukarıdaki sınırlamasını kırmaya yönelik bir strateji, tıpkı yetenekli metaloenzimlerdeki katalitik olarak aktif yerler gibi, çoklu reaksiyon bölgelerini katalitik reaksiyonlara dahil etmektir. Örneğin, Fe nitrojenazda, Fe merkezine bitişik S atomu, Fe merkezi tarafından adsorbe edilen N2 molekülünü elektrostatik olarak optimum duruma getiren ve H* sağlayan protonları (H*) bağlamak için yardımcı katalitik bir bölge olarak işlev görür. N2'nin hidrojenasyonu. Metal merkezi ve onun koordinasyon atomları arasındaki bu kadar yakın bir işbirliği, nitrojenazın ultra yüksek aktivite ve seçicilik elde etmesini sağlar. Bu nedenle, katalizör yüzeyi üzerindeki çoklu katalitik bölgelerin sinerjik çalışmasının, eNRR'nin aktivitesini ve seçiciliğini önemli ölçüde artırabileceği beklenebilir.

Son zamanlarda, Çin'deki Tianjin Üniversitesi'nden Prof. Tao Ling liderliğindeki bir araştırma ekibi, sürdürülebilir NH3 üretiminin sınırlamasının üstesinden gelmek için çoklu reaksiyon alanlarının sinerjik bir çalışmasını gerçekleştirmeyi önerdi. Burada, prototip olarak rutenyum-kükürt-karbon (Ru-SC) katalizörü kullanan araştırmacılar, Ru/S ikili bölgesinin ortam koşullarında eNRR'yi katalize etmek için işbirliği yaptığını gösteriyor. Araştırmacılar, teorik hesaplamalar, yerinde Raman spektroskopisi ve deneysel gözlemin birleşimiyle, bu tür Ru/S ikili bölge işbirliğinin, eNRR'nin hız belirleme adımında N2'nin aktivasyonunu ve ilk protonasyonunu büyük ölçüde kolaylaştırdığını gösteriyor. Sonuç olarak, Ru-SC katalizörü, tek bölgeli bir katalitik mekanizma yoluyla rutin Ru-NC katalizörü ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde geliştirilmiş eNRR performansı sergiler. Özel olarak tasarlanmış çift bölgeli işbirlikçi katalitik mekanizmanın, sürdürülebilir NH3 üretimini ilerletmek için yeni fırsatlar sunmanın yeni bir yolunu açacağı tahmin edilebilir.

####

Daha fazla bilgi için lütfen tıklayın okuyun

İletişim:
Hayran O
Dalian Kimya Fizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
Ofis: 86-411-843-79240

Telif Hakkı © Dalian Kimya Fizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi

Bir yorumunuz varsa, lütfen İletişim bize.

7th Wave, Inc. veya Nanotechnology Now değil, haber bültenleri yayıncıları yalnızca içeriğin doğruluğundan sorumludur.

Yer imi: