تجزیه دی‌اکسیدکربن و تولید مواد باارزش با کمک نانوکاتالیست
پژوهشگران چینی با استفاده از نانوکاتالیست، احیا الکتروکاتالیستی دی‌اکسیدکربن و تولید مواد باارزش افزوده بیشتر را امکان‌پذیر کردند.
به گزارش تارنمای فیز، محققان موسسه مهندسی فرآیند (IPE) آکادمی علوم چین و دانشگاه یانشان، راهبردی را برای افزایش کارایی فارادائیک CO در واکنش احیای الکتروکاتالیستی دی‌اکسیدکربن (eCO۲RR) پیشنهاد کردند 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 eCO۲RR در شرایط محیطی امیدوارکننده است. نتایج این مطالعه در نشریه Advanced Functional Materials منتشر شده است.
در میان محصولات به دست آمده از فرآیند احیای الکتروکاتالیستی دی‌اکسیدکربن، محصولات متنوعی مانند CO، CH۴، C۲H۴، C۲H۵OH و CH۳OH دیده می‌شود که در این میان مونوکسید کربن از اهمیت خاصی برخوردار است.
اگرچه احیای الکتروکاتالیستی دی‌اکسیدکربن 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 مسوول این مطالعه از موسسه مهندسی فرآیند درباره این دستاورد گفت: مساله کلیدی برای پرداختن به چالش فوق، طراحی و توسعه الکتروکاتالیست‌های کارآمدی است که برای کاتالیز کردن eCO۲RR به جای تولید HER مطلوب‌تر هستند.
محاسبات نظری تأیید کردند که مجموعه‌ای متشکل از اتم‌های Ag و Pd می‌توانند موسسه مهندسی فرآیند را با تضعیف جذب مونوکسید کربن 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 eCO۲RR را گزارش کردند.
یانگ افزود:نتایج این پروژه طراحی سایت‌های فعال را از طریق مجموعه‌های اتمی امکان‌پذیر می‌کند، که روشی عملی برای طراحی منطقی الکتروکاتالیست‌های پیشرفته موسسه مهندسی فرآیند با بازدهی بالا ارائه می‌کند.
