In un nuovo passo verso la lotta al cambiamento climatico e la transizione verso soluzioni sostenibili, un gruppo di ricercatori ha sviluppato un paradigma di ricerca che rende più semplice decifrare la relazione tra le strutture catalitiche e le loro reazioni.
I dettagli della scoperta dei ricercatori sono stati pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie International Edition il 29 gennaio 2024.
Comprendere come la superficie di un catalizzatore influisce sulla sua attività può aiutare la progettazione di strutture catalitiche efficienti per requisiti di reattività specifici. Tuttavia, comprendere i meccanismi alla base di questa relazione non è un compito semplice dato il complicato microambiente dell'interfaccia degli elettrocatalizzatori.
"Per decifrarlo, ci siamo concentrati sulla CO2 elettrochimica reazione di riduzione (CO2 RR) in catalizzatori a base di ossido di stagno (Sn–O),", sottolinea Hao Li, professore associato presso l'Istituto avanzato per la ricerca sui materiali (WPI-AIMR) dell'Università di Tohoku e autore corrispondente dell'articolo. "Nel fare ciò, non scoperto solo le specie superficiali attive di SnO2 catalizzatori a base di CO2 RR ma ha anche stabilito una chiara correlazione tra speciazione superficiale e CO2 Prestazioni RR."
CO2 L'RR è riconosciuto come un metodo promettente per ridurre la CO2 emissioni e producendo combustibili di alto valore, tra cui l'acido formico (HCOOH) che è un prodotto degno di nota per le sue varie applicazioni in settori quali quello farmaceutico, metallurgico e di bonifica ambientale.
Il metodo proposto ha aiutato a identificare gli stati superficiali autentici di SnO2 responsabile delle sue prestazioni in CO2 Reazioni di riduzione in specifiche condizioni elettrocatalitiche. Inoltre, il team ha confermato le proprie scoperte attraverso esperimenti utilizzando vari SnO2 forme e tecniche di caratterizzazione avanzate.
Li e i suoi colleghi hanno sviluppato la loro metodologia combinando studi teorici con tecniche elettrochimiche sperimentali.
"Abbiamo colmato il divario tra il teorico e lo sperimentale, offrendo una comprensione completa del comportamento del catalizzatore in condizioni reali nel processo", aggiunge Li.
Il gruppo di ricerca è ora concentrato sull’applicazione di questa metodologia a una varietà di reazioni elettrochimiche. Così facendo, sperano di scoprire di più sulle correlazioni uniche struttura-attività, accelerando la progettazione di elettrocatalizzatori scalabili e ad alte prestazioni.
Ulteriori informazioni: Zhongyuan Guo et al, Decifrare la relazione struttura-attività verso la CO2 Elettroriduzione su SnO2 di A Standard Research Paradigm, Angewandte Chemie International Edition (2024). DOI:10.1002/anie.202319913
Fornito dall'Università di Tohoku
