物理科技生物学-PHYICA

使催化表面更活跃,以帮助脱碳燃料和化学品

化学 2022-08-01 00:02:10

通过大卫L

Chandler,Massachusetts理工学院学分:Massachusetts技术研究所通过催化剂加速的电化学反应躺在许多制造过程中的核心。使用燃料,化学品和材料 - 包括从化学键中的可再生能源储存电力,这是脱碳运输燃料的重要能力

现在,麻省理工学院的研究可以为制造证书的方式打开门AIN催化剂更活跃,从而提高这些方法的效率

一种新的生产过程产生催化剂,其催化剂通过五倍提高了化学反应的效率,可能在生物化学,有机化学,环境化学中实现有用的新方法,和电化学

目前在自然催化期刊中描述了调查结果,在杨少号,机械工程和材料科学和工程学的麻省理工学院教授以及r的成员电子电子学士(RLE);陶王,河流邮政编码;一位机械工程系的研究生张y张;其他5个

该方法包括在金或铂催化剂之间添加一种所谓的离子液体的层,用该方法产生的化学原料

催化剂可能能够更有效地转换氢燃料到诸如燃料电池的动力装置,或者将二氧化碳的更有效转化为燃料

“”迫切需要脱碳我们如何能够超越轻型车辆,我们如何制作燃料,以及我们如何制造材料和化学品,“邵喇叭说,强调呼叫减少最新IPCC气候报告中突出的碳排放变化

这种提高催化活性的新方法可以在这种方向上提供重要的一步,她说

在诸如燃料电池的电化学装置中使用氢气是一种有望的脱碳领域,如航空和重型车辆,新方法可以有助于使这种用途实用

目前,可通过其效率低下的氧还原反应受到其效率的限制

之前的改进试图这种效率集中于选择不同的催化剂材料或改变其表面组合物和结构

在本研究中,而不是改变固体表面,该团队在催化剂和电解质之间添加薄层。 PA的活跃材料化学反应中的Rticipates

离子液体层,它们发现,调节质子的活性,有助于增加界面上发生的化学反应速率

,因为有很好的这些离子液体的各种可供选择,可以“曲调”质子活性和反应速率,以匹配涉及质子转移的过程所需的能量,这可用于通过与氧气的反应进行燃料和化学物质

“质子活性和质子转移的障碍是治理的由离子液体层编辑,因此在涉及质子和电子转移的反应的催化活性方面存在很大的可折叠性,“少喇叭说

,效果是通过缺陷的液体层产生的,仅仅是几纳米厚,上面是一个更厚的液体层即经历反应

“”我认为这一概念是新颖的,很重要,“王某说,这是一个作者,”因为人们知道质子活动在许多电化学反应中很重要,但研究了研究

“”这是因为在水环境中,邻近水分子之间存在许多相互作用,涉及将哪个难以分离出来通过使用IO进行反应

NIC液体,其离子可以各自仅形成单键与中间材料,它可以详细研究反应,使用红外光谱

作为结果,王说,“我们的发现突出了关键作用该界面电解质,特别是分子间氢键,可以在增强电催化过程的活性方面发挥作用

它还在量子机械水平下为质子转移机制提供了基本的见解,这可以推动前方了解质子和电子在催化界面处的相互作用

“”“这项工作也很令人兴奋,因为它给人们为他们如何调整催化剂的设计原则,”张

“”我们需要一些物种在一个'甜蜜的地方' - 不是太棒了CTIVE或过于惰性 - 提高反应速度

“随着其中一些技术,Reshma Rao表示,最近从麻省理工学院和现在在伦敦帝国学院的博士后博士毕业生,也是一个共同作者篇论文,“我们发现活动增加了五次活动

我认为这项研究的最令人兴奋的部分是它在我们考虑催化的方式上揭开了整个新维度的方式

“这个领域已经击中了一种障碍,”她说,在找到设计更好的材料的方法

,通过聚焦液体层而不是材料表面,“那种一种看这个问题的完全不同的方法,并开辟了一个全新的尺寸,一个全新的轴,我们可以改变事物并优化这些反应率的一些情况

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