RUDN Üniversitesinden Bir Kimyager Hidrojen Elde Etmek için Yeni Bir Nanokatalizör Test Etti
Fotoğraf : “Kimyacılar Metanol-su’dan Hideojen emisyonunda Titanyum-Dioksit bazlı Rutinum Nanokataltörünün etkisini inceledi. ”
RUDN üniversitesinden bir kimyager, görünür ışık ve UV radyasyonun etkisi altında hidrojen elde etmek için rutenyum nano parçacıklara sahip katalizörleri kullanan ilk kişi oldu. Gelecekte, bu tür katalizörler güneş ışığının etkisi altında geniş çapta hidrojen yakıtı üretimi için kullanılabilir. Çalışmanın sonuçları Applied Catalysis B: Environmental dergisinde yayınlandı.
Fotokimyasal reaksiyonlar “yeşil yakıt” üretmenin en çevre dostu yollarından biridir. Ham maddelerin ısıtılması veya yüksek basınç seviyelerinin desteklenmesi için fazla enerji tüketmezler. Reaksiyon hızının korunması için sadece ışık ve fotokatalizörlere ihtiyaç duyulur. Platin, altın ve paladyum bazlı fotokatalistler, alkoller gibi biyokütle türevlerinden hidrojen ekstraksiyonu gibi fotokimyasal reaksiyonlarda oldukça etkilidir. Ancak bu metaller pahalı olduğundan bilim insanları daha uygun fiyatlı fotokatalistler aramaktadırlar.
İspanyol bilim insanları ile birlikte RUDN üniversitesinden kimyagerler, rutenyum parçacıkları ile zenginleştirilmiş titanyum dioksitin fotokatalitik aktivitesini inceledi böylelikle bu yöntem hidrojen elde etmek için ilk kez kullanılmış oldu. Kimyacılar, titanyum-dioksit bazlı rutenyum nanokatalitörün, metanol-su karışımından hidrojen salınımı üzerindeki etkisini gözlemlediler. Ekip % 1,% 2,% 3 ve% 5 rutenyum içeriği ile dört tane katalizör üzerinde çalıştı ve bunların her biri iki farklı reaksiyon türünde (görünür ışık ve UV radyasyonu etkisinde) test edildi. Daha öncesinde, titanyum dioksit ve rutenyum sistemleri nadiren kullanıldığı için kuantum verimliliği de dahil olmak üzere bileşimleri ve optik özelliklerini karakterize etmek önemliydi. Bu, bir maddenin ışığa duyarlılığını gösteren ve bir maddede serbest elektron oluşumuna neden olan toplam foton sayısı ve toplam absorbe edilen fotonların oranı olarak hesaplanır. Ayrıca, maddelerin fotokatalitik aktivitesini karşılaştırmak için kullanılan ana parametredir.
Deneyler, rutenyum içeren fotokatalizörlerin UV radyasyonu altındaki aktivitesinin platin ve paladyum benzerleri ile karşılaştırılabileceğini göstermiştir. Diğer çalışmalara dayanarak hesaplanan platin veya paladyum bazlı bileşiklerin kuantum verimi % 1.9 ile % 5.1 arasındadır ve rutenyum fotokatalizörlerin sonuçları bu aralıkta değer almaktadır. En iyi değer (% 3.1), % 3 rutenyum içeriğine sahip sistemde hesaplanmıştır. Rutenyum katalizörlerinin ucuzluğu göz önüne alındığında endüstriyel kullanım için gelecek vaad edebilir. Rutenyum katalizörlerinin görünür ışık altındaki aktivitesi oldukça düşük değerdeydi- kuantum verimliliği % 0.6’yı geçmedi, ancak bilim insanları güneş ışığında bu değerin % 1.1’e kadar artmasını bekliyorlar ve bu hipotezi doğrulamaya çoktan başladılar.
Moleküler Tasarım ve Tıpta Yenilikçi Bileşiklerin Sentezi Merkezinin direktörü Raphael Luke,” Evrensel sistemler gibi görünen titanyum dioksit ve rutenyum bazlı katalizörlerimiz hem UV ışığının hem de görünür ışığın etkisi altında yeterli miktarda hidrojen elde etmemize yardımcı oldu.” diye açıklıyor. “Işık ve madde arasındaki reaksiyonu modelleyip tüm örneklerimizin kuantum verimliliğini hesapladıktan sonra, rutenyum ve titanyum arasındaki özellikle rutenyum parçacıklarının ve muhtemelen bileşiklerinin malzemenin yüzeyindeki oksijeni olan konsantrasyonu ile reaksiyonuyla katalizörün aktivitesinde kilit rolü oynadığını anladık. Bu olayın gerçek mekanizması henüz keşfedilmedi, çalışmalarımıza devam ediyoruz. Şu anda İspanya ve Rusya’da güneş ışığı altında hidrojen elde etmeyi deniyoruz. ” şeklinde açıklamada bulundu.
Ekip, Cordoba Üniversitesi’nden ve Kataliz ve Petrokimya Enstitüsü’nden(İspanya) bilim insanlarını içeriyor. Çalışma 5-100 programı tarafından desteklenmiştir.
Kaynak : eurekalert.org
