science >> Wetenschap >  >> Chemie

Nieuwe katalysator verbetert koolstofdioxide tot gevonden brandstoffen

Core/shell-vacancy engineering (CSVE) katalysator maakt efficiënte elektrochemische reductie van CO . mogelijk 2 tot multi-koolstofalcoholen. Krediet:ZHUANG Taotao

Vloeibare multi-koolstofalcoholen zoals ethanol en n-propanol zijn gewenst als hernieuwbare transportbrandstoffen. Ze bieden hoge energiedichtheden, gemak van vervoer over lange afstanden, en direct drop-in gebruik in bestaande verbrandingsmotoren. Technische katalysatoren die de voorkeur geven aan hoogwaardige alcoholen zijn gewenst.

Een onderzoeksteam onder leiding van professor YU Shuhong van de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China van de Chinese Academie van Wetenschappen en Edward H. Sargent van de Universiteit van Toronto heeft een katalysestrategie tussenproducten ontdekt tijdens CO 2 elektrochemische reductiereactie, die een nieuw licht werpt op het upgraden van CO 2 naar motorbrandstoffen.

Als het gaat om het ontwerpen van katalysatoren voor CO 2 conversie, er zijn veel onderzoeken gedaan naar de C-C-koppelingsstap; terwijl er weinig aandacht is besteed aan de post-C-C-koppelingsreactie.

Door opzettelijk zwavelatomen in de katalysatorkern en kopervacatures in de schil op te nemen, onderzoekers realiseerden Cu 2 S-Cu-V core-shell nanodeeltjes die CO . verbeteren 2 reductie tot ethanol en propanol. structurele karakterisering, röntgenonderzoeken, en elektrochemische metingen werden gebruikt om te illustreren hoe goed deze nieuwe katalysator is in het verbeteren van de katalytische prestaties.

Deze ontdekking zal de inspiratie vormen voor het ontwerp van efficiënte katalysatoren die vloeibare alcoholen met een hoger koolstofgehalte produceren. Naast het aanpakken van de behoefte aan langdurige opslag van hernieuwbare elektriciteit en het koolstofvrij maken van de transportsector via elektrokatalytische reductie van CO 2 naar chemische grondstoffen. En de resultaten zijn gepubliceerd in: Natuur Katalyse op 11 juni.