更好的催化剂可以帮助环境和满足工业需求
最好的方式避免最严重的气候变化的影响是减少二氧化碳排放到世界各地。一个办法,说陈中卫,教授在滑铁卢大学化学工程系,是捕捉二氧化碳并将其转换成其他有用的化学物质,如甲醇和甲烷燃料。停止排放源,进一步减少未来的替代CO2-producing与清洁燃料的“…是一种近圆,”陈说。
为了将二氧化碳转化为甲醇,你需要一个催化剂电化学反应。传统上,这些催化剂是由贵金属如金、钯、铜等贱金属或锡。然而,他们不但昂贵而且容易分解,阻碍大规模实现。“现在我们不能满足工业的需求,”陈先生说,拥有加拿大研究主席。“我们试图设计催化剂有更好的活动,选择性,和持久性。”
陈和他的团队正在致力于低成本金属和非金属催化剂。不含金属的催化剂,由碳,更便宜和更耐用,但往往比金属的催化活性较低。所以团队调整催化剂的化学成分和物理设计优化效率,结合催化剂设计的材料科学与工程的电极和反应器来提高整个系统的活动。
“我们想让它尽可能小,但不是太小,不足以成为一个实际应用,”陈说道。他们结合nanometre-scale活跃网站在微米级的粒子——就像泡沫小海绵,创建一个催化剂活性中心的数量巨大的粒子容易制造的和实用的。
强大的光束和专家技术团队在加拿大萨斯喀彻温大学的光源(CLS)是帮助设计一个高效的催化剂,Chen说。“CLS的先进设施是至关重要的在帮助我们了解当时发生了什么反应,所以我们可以继续设计,提高下一代的催化剂。”
参考:张Z,窦H,高R, et al。转向碳杂化状态的碳基不含金属的催化剂选择性和持久的二氧化碳电解还原。ACS Catal。2022;12 (24):15218 - 15229。doi:10.1021 / acscatal.2c03055
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