علوم وتكنولوجيا

تطوير حافزا جديد لخفض مستقر لثاني أكسيد الكربون

متابعة | سوزان مصطفى

تطور حافزا جديد لخفض مستقر ثاني أكسيد الكربون Electrocatalytic (CO 2 RR) هو وسيلة فعالة لـ CO 2 إستخدام

الموارد. يمكن للمحفزات المتقدمة الحالية فعال حفز CO 2 RR لإعداد مجموعة متنوعة من أنواع الوقود المعتمدة على الكربون

مثل الفورميك (HCOOH) التي من المرجح أن يكون تجاريا في المستقبل.

ومع ذلك،فإنّ المحفز الحالي يظهر تكتل الجسيمات وتغيير المرحلة النشطة وإنحلال العنصر أثناء التحليل الكهربائي عالي

السرعة مما يؤدي إلى الإنخفاض السريع في إنتقائية HCOOH.

فمن الضروري لتطوير محفزات مع كل من النشاط والإستقرار لتحقيق إعداد الصناعي CO electrocatalytic 2

إلى HCOOH.

وقام فريق بحثي بقيادة البروفيسور GAO Minrui من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية (USTC) التابعة للأكاديمية الصينية

للعلوم بتثبيت هيكل المحفز من خلال تعزيز الخاصية التساهمية للمواد.

وبإستخدام محفز كبريتيد الإنديوم الذي تم الحصول عليه يمكن أن تظل إنتقائية منتج حمض الفورميك حوالي 97٪.

ونُشر هذا العمل في مجلة Nature Communications .

وقام الباحثون بتحسين التساهم في رابطة كبريت الإنديوم ومنعوا بشكل فعال فقدان المكون النشط الكبريت في المحفز عن طريق

إدخال الزنك (Zn) في كبريتيد الإنديوم.وبإستخدام نفس إستراتيجية التجميع قاموا بإعداد محفزات في 2 S 3 و ZnIn 2 S 4

لإستكشاف كفاءتها.

وأظهر إختبار الأداء الكهروكيميائي أنّ بنية ZnIn 2 S 4 المعدلة بواسطة Zn قدمت كفاءة كبيرة لـ HCOO – Faraday

وكثافة تيار جزئية في بيئة التحليل الكهربائي المحايدة على وجه الخصوص.ومكّن دمج الزنك ZnIn 2 S 4 من الحصول على

إستقرار تحفيزي ممتاز.

وفي عملية التحليل الكهربائي المستمرة غير المنقطعة يمكن للمحفز أن يحفز بشكل ثابت تكوين HCOO – عند كثافة التيار

الصناعي على مدى 60 ساعة ويحافظ على كفاءة فاراداي عند حوالي 97٪.علاوة على ذلك،أجرى الباحثون إختبارات ثبات

بنيوية صارمة على المحفز.

ومن خلال حيود الأشعة السينية والمسح المجهري الإلكتروني وجدوا أنّ الطور والتشكل لمحفز ZnIn 2 S 4 تم الحفاظ عليه

جيداً حتى عندما كانت كثافة التيار أعلى نسبياً.حيث أنّه في 2 S 3 تم تحويله بالكامل إلى In معدني In ،و S تم فقده تماماً عند

كثافة تيار منخفضة نسبياً.

وفي هذه الحالة أدى فقدان S إلى إنهيار الهيكل بالكامل.كما إستخدموا أيضاً التحليل الطيفي للإلكترون بالأشعة السينية وتحليل

عناصر STEM-EDX لتأكيد الخسارة الخطيرة لـ S لـ In 2 S 3 أثناء التحليل الكهربائي.

على العكس من ذلك،لم يتغير المحتوى والحالة الكيميائية لكل عنصر (Zn ، ln و Si) في بنية ZnIn 2 S 4 بصعوبة.

وبمساعدة محاكاة الكمبيوتر وجدوا أنّه في ZnIn 2 S 4 ،كان كسر الرابطة بين ln (Zn) و S غير مواتٍ في الديناميكيات

وتم حظر إنحلال عنصر S.

أوضحت نتيجة المحاكاة هذه الآلية الداخلية لإستقرار التحليل الكهربائي العالي الحالي.

وأدى هذا العمل إلى تحسين الإستقرار الداخلي للمحفز من خلال إدخال عناصر أجنبية لتعزيز تساهمية المادة مما يوفر فكرة

جديدة لتصميم وإنشاء محفز CO 2 RR للتحضير الصناعي لفترة طويلة.

 

تطوير حافزا جديد لخفض مستقر لثاني أكسيد الكربون

تطوير حافزا جديد لخفض مستقر لثاني أكسيد الكربون

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
مرحباً بكم في الإخبارية عاجل هل ترغب في تلقي إشعارات بآخر الأخبار؟ لا نعم