物理科技生物学-PHYICA

新方法为水分裂创造出特殊的单原子催朝仓玛雅化剂

化学 2021-10-01 00:02:01

通过格伦达大学,斯坦福大学,斯坦福大学的一个例子描绘了在斯特克斯和斯坦福在催化剂表面锚固到催化剂表面的新系统,将其效率提高到记录水平的分裂水

八面支撑结构以蓝色阴影,每种载体均含有单个铱状原子(大蓝色球)

铱原子抓住水分子(漂浮在上方和左侧) ),并鼓励他们互相反应,释放氧分子(上方和右侧)

该反应,称为氧进化反应或oer,在生产可持续燃料和化学物质中起关键作用

学分:Greg Stewart / Slac National加速器实验室将单个铱原子锚定到催化剂表面的新方法提高了其在分裂水分子到记录水平的效率,来自能源部的SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学的科学家们报道了今天

这是第一次应用于氧气进化反应的方法,或者是使用电解将水分成氢气和氧气的方法的oer -part

如果通过可再生能源,电解可以生产燃料和化学原料更具可持续性,减少化石燃料的使用

但是oer的缓慢性速度是提高其效率的瓶颈,所以它可以在开放市场中竞争

结果研究团队表示,这项研究可以缓解瓶颈和开放新的途径,以观察和了解这些单个原子催化中心如何在现实的工作条件下运作,

今天在国家学院的诉讼程序中发表了他们的结果科学

工业退缩血清体是化学工业的骨干,并保持可持续能源未来的承诺

如匹配制造商,他们从液体或气体的通过流动抓住分子,并鼓励他们做出反应彼此彼此,不被消耗,为了使该方法的效率最大化,催化剂纳米颗粒通常散射在多孔材料的表面上,该多孔材料的表面具有最大可能的表面积,以便同时进行许多反应

但只有纳米颗粒外部的原子可以参与催化;内部的浪费

当催化剂是铱或铂等昂贵的贵金属时,即使是少量的废物也很昂贵

如此科学ists一直在使用这些贵金属的单个原子而不是

每个原子是催化反应中心

它们的微小尺寸意味着它们中更多的尺寸可以适合于给定支持的表面结构

这大大增加了暴露于反应物的活性催化剂的量和可以立即发生的反应的反应数量,提高效率

在本研究中,由Slac / LED的团队斯坦福教授易崔和斯特克斯副人员科学家迈克尔Bajdich开发了一种新的途径来锚定在一个支撑表面上的铱原子

斯坦福博士后研究人员Xueli郑堂进行了实验,辅助X射线的理论模拟。 SLAC副员工科学家Alessandro Gallo的数据被压力的配置是最稳定和有效的

原子原子锚定制造新的催化剂,研究人员首先使多孔结构支撑催化反应的铱原子

它们将这种泡沫状结构暴露于含有铱化合物的溶液中,迅速冻结它在表面上产生薄,富含铱的冰层,并进行了额外的处理,以产生各个铱原子的良好分布的位点,在那里支持表面

催化剂在工作中的X射线观察显示,铱原子呈化学状态,使其在进行释放氧气的水分解反应的一部分方面具有特别有效的

其他测试显示这种增强的活性完全归因于铱星是单一,隔离原子的形式,而不仅仅是嵌入它们的大表面积

所得的催化剂优于大多数研究人员已知迄今为止的基于铱的催化剂

它们表示,这种新的原子锚固系统提供了用于探测和建立催化剂和其支持结构之间的各种电催化反应之间的连接的理想模型

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