一种高效催化剂可将二氧化碳转化为其他化学品!

韩国科学技术研究院(KIST,代理主席:尹锡镇)宣布,由KIST清洁能源研究中心的吴亨淑博士和李雄熙博士领导的研究团队已经建立减少在产生氧气的电极上使用贵金属催化剂的技术。贵金属催化剂的使用是阻碍人工光合作用技术的实际应用的问题之一。

由KIST研究团队开发的催化剂比现有催化剂使用的铱(贵金属)少20%,并且显示出至少高出31%的性能。使用自来水进行了长期测试以验证催化剂的实际可行性。经测试,该催化剂可在数百小时内保持高水平的性能,表明具有很高的耐久性。当将开发的催化剂应用于实际的二氧化碳转化系统时,该过程所需的能量减少了一半以上。这导致了使用其他氧化铱催化剂在相同电压下通常产生的化合物数量的两倍以上。图片来源:韩国科学技术学院(KIST)

铱基催化剂

人工光合作用技术涉及人工重建一个过程,就像在植物中看到的过程一样,通过该过程将水,阳光和二氧化碳(CO 2)转化为碳氢化合物和氧气,并以叶绿素为催化剂。这项技术已经引起了很多关注,因为它可以产生清洁能源和增值化学品,同时吸收二氧化碳。

为了使该技术商业化,必须提高植物中为叶绿素的催化剂的效率,并且必须降低相关的成本。迄今为止已研究的有效电化学催化剂中,已发现铱基催化剂是一些最稳定和高性能的催化剂,因此被公认为一些最佳的产氧催化剂。但是,铱价格昂贵,其储量和产量非常有限。近来,关于如何减少铱的使用并改善催化剂性能已经进行了许多研究。

减少铱使用量的最有效方法之一是使用低价金属制造纳米级铱合金催化剂。柏林KIST技术大学(TU-Berlin)联合研究小组通过使用铱钴合金纳米颗粒来减少铱的使用,开发了具有氧化铱壳的核壳纳米催化剂。

KIST的研究团队使用了多种原位/操作数分析技术来设计有效的催化剂。他们使用原位/操作数X射线吸收光谱法发现,由于催化剂中铱和氧之间的距离短,具有核-壳结构的催化剂具有较高的性能。他们使用原位/操作数电感耦合等离子体(ICP)分析技术进一步检查了该催化剂,发现由于催化剂的损失相对较小,该催化剂具有较高的耐久性。更重要的是,这些结果是在实际的催化剂反应过程中获得的。这些分析的结果将继续用于设计各种催化剂。图片来源:韩国科学技术学院(KIST)

催化剂的性能

KIST的研究团队使用了多种原位/操作数分析技术来设计有效的催化剂。他们使用原位/操作数X射线吸收光谱法发现,具有核-壳结构的催化剂由于铱和催化剂中氧之间的距离较短而具有较高的性能。他们使用原位/操作数电感耦合等离子体(ICP)分析技术进一步检查了该催化剂,发现由于催化剂的损失相对较小,该催化剂具有较高的耐久性。更重要的是,这些结果是在实际的催化剂反应过程中获得的。这些分析的结果将继续用于设计各种催化剂。

由KIST研究团队开发的催化剂比现有催化剂使用的铱(贵金属)少20%,并且显示出至少高出31%的性能。使用自来水进行了长期测试以验证催化剂的实际可行性。经测试,该催化剂可在数百小时内保持高水平的性能,表明其高耐久性。

催化剂转化为二氧化碳

当将开发的催化剂应用于实际的二氧化碳转化系统时,该过程所需的能量减少了一半以上。这导致了使用其他氧化铱催化剂在相同电压下通常产生的化合物数量的两倍以上。

KIST说:“我们使用铱钴合金核和带有氧化铱壳的核壳纳米催化剂来显着改善氧释放反应的性能和耐用性,这是以前与电化学CO 2转化系统有关的问题。”负责这项研究的吴亨淑博士。“我希望这项研究将极大地促进电化学CO 2转化系统的实用性,因为它可以应用于生产氢气的水电解系统以及其他各种电解系统。”

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2020-5-4 3:04:22

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2020-5-4 10:04:10

0 条回复 A文章作者 M管理员
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