โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

นักเคมีพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ด้วยฟังก์ชันสองอย่าง

Anonim

นักเคมีที่ Ruhr-Universität Bochum ได้ตัดสินใจที่จะก้าวไปสู่เซลล์เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงานมากขึ้นและแบตเตอรี่โลหะชนิดชาร์จได้ พวกเขาพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่บนพื้นฐานของคาร์บอนซึ่งสามารถอำนวยความสะดวกสองปฏิกิริยาตรงข้าม: อิเล็กโทรไลซิสของน้ำและการเผาไหม้ของไฮโดรเจนกับออกซิเจน ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้อาจทำให้การเก็บรักษาลมและพลังงานแสงอาทิตย์และการผลิตแบตเตอรี่ประหยัดค่าใช้จ่ายเช่นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเป็นไปได้ ทีมงานได้เผยแพร่รายงานของพวกเขาใน "International Edition" ของวารสาร Angewandte Chemie

การโฆษณา


เปลี่ยนจากอิเล็กโทรไลซิสสู่การเผาไหม้

เมื่อนำพลังงานมาใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาสองชนิดสามารถแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนซึ่งเรียกว่า electrolysis พวกเขาสามารถเก็บพลังงานไว้ในพันธะเคมีของไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาเดียวกันนี้ยังสามารถกลับขั้วกลับเป็นเซลล์เชื้อเพลิงได้อีกด้วย พวกเขาผสมไฮโดรเจนกับออกซิเจนกับน้ำสร้างไฟฟ้าได้ในเวลาเดียวกัน จนถึงปัจจุบันนักวิจัยได้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีตระกูลเพื่อการนี้ อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้มีข้อเสียของการเป็นอิเล็กโทรลิซิสหรือดีสำหรับการเผาไหม้ แต่ไม่ใช่สำหรับทั้งสองอย่าง

ตัวเร่งปฏิกิริยาคาร์บอน

ตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่จาก Bochum ทำมาจากแมงกานีสออกไซด์หรืออนุภาคนาโนโคบอลต์ - ออกไซด์ซึ่งฝังอยู่ในคาร์บอนดัดแปลงเป็นพิเศษซึ่งนักวิจัยได้รวมอะตอมของไนโตรเจนไว้ในตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจง ทีมที่นำโดยดร. Wolfgang Schuhmann และศาสตราจารย์ดร. มาร์ตินมูห์เลอร์จากคณะเคมีและชีวเคมีได้วิเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาโดยใช้วิธีทางสเปกโตรสโกปีและไฟฟ้าเคมีจำนวนมาก พวกเขาได้กำหนดให้คุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับสองฟังก์ชัน

"ง่ายอย่างเหลือเชื่อ" ในการผลิต

ในสิ่งพิมพ์ก่อนหน้าใน วารสาร American Chemical Society นักวิจัยจาก Bochum อธิบายถึงแนวทางการผลิตคาร์บอนไดอ็อกไซด์แบบสองหน้าที่ ด้วยเหตุนี้พวกเขาได้ตัดท่อนาโนคาร์บอนโดยการใช้พลังงานความร้อนและออกซิเจนดังนั้นจึงทำให้อนุภาคของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ฝังอยู่ในนั้นสามารถใช้งานได้ Martin Muhler กล่าวว่า "วิธีนี้ง่ายอย่างไม่อาจต้านทานได้ เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีตระกูลการผลิตจะเป็นต้นทุนที่มีประสิทธิภาพสูง

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุจาก Ruhr-University Bochum หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


วารสารอ้างอิง :

  1. Justus Masa, Wei Xia, Ilya Sinev, Anqi Zhao, Zhenyu Sun, Stefanie Grützke, Philipp Weide, Martin Muhler, Wolfgang Schuhmann MnxOy / NC และ CoxOy / NC Nanoparticles ที่ฝังตัวอยู่ในเมทิลคาร์บอนที่มีไนโตรเจน - เจือปนสำหรับขั้วไฟฟ้าออกซิเจนที่มีประสิทธิภาพสูง Bifunctional Oxygen Electrodes Angewandte Chemie International Edition, 2014; DOI: 10.1002 / anie.201402710
  2. Anqi Zhao, Justus Masa, Wei Xia, Artjom Maljusch, Marc-Georg Willinger, Guylhaine Clavel, Kunpeng Xie, Robert Schlögl, Wolfgang Schuhmann, Martin Muhler Spinel Mn-Co ออกไซด์ใน N-Doped Carbon Nanotubes เป็นตัวทำละลายอิเลคโทรไลท์แบบ Bifunctional สังเคราะห์โดยการตัด Oxidative วารสารสมาคมเคมีอเมริกัน, 2014; 136 (21): 7551 DOI: 10.1021 / ja502532y