Yeni Katalizörler Üre Sentezinin Verimliliğini Arttırıyor
Fotoğraf: Bi-BiVO4 Mott-Schottky heteroyapı sinerjistik etkilerine dayanan şematik elektrokatalitik üre sentez mekanizması
Hem nitrojeni (N2) hem de karbondioksiti (CO2) C-N birleştirme reaksiyonu yoluyla katma değerli üre moleküllerine dönüştürmek, fazla CO2 emisyonları sorununu çözmek için umut verici bir yöntemdir.
Elektrokimyasal üre sentezi büyük enerji tüketimli endüstriyel proseslerle karşılaştırıldığında, hafif koşullar altında cazip bir yol sağlar.Ancak, yine de düşük katalitik aktivite ve seçicilik gibi zorluklarla karşı karşıyadır.
Çin Bilim Akademisi Proses Mühendisliği Enstitüsü’nden (IPE) Prof. Zhang Guangjin liderliğindeki araştırma ekibi, ortam koşullarında verimli üre sentezi için Bi-BiVO4 Mott-Schottky heteroyapı katalizörleri üretti.
Hetero arayüzlerdeki kendiliğinden yük aktarımı, boşluk yükü katmanının oluşumunu teşvik eder. Prof. Zhang, “Boşluk yükü katmanı, yalnızca CO2 ve N2 moleküllerinin üretilen elektrofilik / nükleofilik bölgeler üzerinde hedeflenen adsorpsiyonunu ve aktivasyonunu kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda CO zehirlenmesini ve endotermik *NNH ara maddesinin oluşumunu etkili bir şekilde bastırır” dedi.
Adsorbe edilmiş *N2, CO oluşturmak için CO2 indirgemesini teşvik edebilir ve daha sonra üretilen CO, elektrokimyasal C-N birleştirme reaksiyonu yoluyla istenen *NCON* ara maddesini üretmek için *N2 ile reaksiyona girecektir.
Araştırmacılar, Bi-BiVO4 hibritleri ile üre elektrosentezinin potansiyel performansını önceden değerlendirmek için doğrusal süpürme voltametrisi (LSV) kullandılar.Sonuçlar Bi-BiVO4 hibritlerinin elektrokatalitik nitrojen indirgeme reaksiyonunda (NRR) ve CO2 indirgeme reaksiyonunda (CO2RR) iyi performans sergilediğini ve bu durumun da üre elektrokatalitik üretimini sağladığını gösterdi.
Kaynak: phys.org
