تجزیه دی‌اکسیدکربن و تولید مواد باارزش با کمک نانوکاتالیست

به گزاشر گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران چینی با استفاده از نانوکاتالیست، احیا الکتروکاتالیستی دی‌اکسیدکربن و تولید مواد باارزش افزوده بیشتر را امکان‌پذیر کردند.

محققان موسسه مهندسی فرآیند (IPE) آکادمی علوم چین و دانشگاه یانشان، راهبردی را برای افزایش کارایی فارادائیک CO در واکنش احیای الکتروکاتالیستی دی‌اکسیدکربن (eCO ۲ RR) پیشنهاد کرده‌اند، که گزینه‌ای جذاب برای حل نگرانی‌های جدی آب و هوایی و تولید موادشیمیایی با ارزش افزوده با استفاده از جفت شدن با انرژی‌های تجدیدپذیر است. این راهبرد برای تولید CO از طریق eCO ۲ RR در شرایط محیطی امیدوارکننده است. نتایج این مطالعه در نشریه Advanced Functional Materials منتشر شده است.

در میان محصولات به دست آمده از فرآیند eCO ۲ RR، محصولات متنوعی مانند CO، CH ۴، C ۲ H ۴، C ۲ H ۵ OH و CH ۳ OH دیده می‌شود که در این میان CO از اهمیت خاصی برخوردار است.

اگرچه eCO ۲ RR این مزیت را دارد که در دما و فشار محیط انجام می‌شود، اما به دلیل پتانسیل منفی بیشتر نسبت به مقدار نظری، یعنی پتانسیل بیش از حد، که در آن واکنش تولید هیدروژن (HER) از نظر سینتیکی ترجیح داده می‌شود، از راندمان فارادی‌ای پایین رنج می‌برد.

پروفسور یانگ جون نویسنده مسئول این مطالعه از IPE، گفت: «مساله کلیدی برای پرداختن به چالش فوق، طراحی و توسعه الکتروکاتالیست‌های کارآمدی است که برای کاتالیز کردن eCO ۲ RR به جای تولید HER مطلوب‌تر هستند.»

محاسبات نظری تأیید کردند که مجموعه‌ای متشکل از اتم‌های Ag و Pd می‌توانند eCO ۲ RR را با تضعیف جذب CO یا افزایش جذب COOH ارتقا دهند. بر این اساس، محققان راهبرد تولید نانوذرات آلیاژی AgPd را برای هم‌افزایی اثر مجموعه و اندازه و همچنین دستیابی به راندمان فارادیک بالا تا ۹۸٫۹٪ در eCO ۲ RR را گزارش کردند.

پروفسور یانگ گفت: «نتایج این پروژه طراحی سایت‌های فعال را از طریق مجموعه‌های اتمی امکان‌پذیر می‌کند، که روشی عملی برای طراحی منطقی الکتروکاتالیست‌های پیشرفته eCO ۲ RR با راندمان بالا ارائه می‌کند.»