非金属催化剂减少二氧化碳液体燃料

二氧化碳转换成有用的化学物质如燃料可能会关闭人为碳循环。现在,研究人员公布了一个高效、选择性、不含金属的催化剂的反应。

几个electrocatalysts可以减少二氧化碳等物种一氧化碳或甲酸,但其中最有效和选择性的贵金属,如熬炼银子一样。研究人员最近在中国有限公司₂电解还原,主要是甲酸,使用覆盖部分氧化钴催化剂层。他们的系统有一个过电压——潜在的热力学要求高于必要的仅为0.24 v,意义不是失去了能量以热能的形式。然而,长期钴供应是有限的。“世界上没有很多矿山生产钴、“指出菲利普·施约翰尼斯·开普勒大学在奥地利林兹。目前,它可能没有问题,但是如果你觉得你需要多少催化剂回收负责人的二氧化碳,那么你可能看到它就需要某种替代技术基本上是可持续的。”

自然经常使用不含金属的酶,在新的研究施和他的同事使用密度泛函理论计算出polydopamine——基于皮肤和头发色素真黑素的聚合物-包含胺和羰基化合物通过氢键相连,一个充满活力的亲和力为二氧化碳与金属中心传统的催化剂。之前调查这样的活跃的网站合成电催化作用发现氢键色素阻碍电子传递,导电性差,制约反应率和要求高的过电压。为了解决这个问题,团队导电碳毡电极上沉淀了多巴胺单体的氧化环境。这个涂层电极的导电层polydopamine——从未合成聚合物,charge-conjugated骨干。的催化基团非常紧密地绑定到共轭核心,”施解释道,“当我开始注入一个电子,我不仅将激活共轭核心也催化功能。

研究人员测试他们的有机电极在减少二氧化碳的混合水和乙腈。他们发现,在16个小时运行,系统电荷转移效率超过80%为二氧化碳的减少,主要是甲酸,并要求只有0.21 v的过电压。

“当你开始调整你的仿生有机系统,它有很多这样的催化表面官能团和它可以运输电子,然后你可以操作与最先进的金属催化,”施说。他说,他们正在寻求降低甲酸进一步指出:“我们想设计一个polydopamine结合酶电极,这样我们得到一个级联——把有限公司₂通过polydopamine甲酸和甲酸甲醇和甲醛通过第二个过程,”他解释说。

”我认为这是最重要的电化学研究人员能够做什么,”说叙利娅普拉卡什南加州大学的我们。“解决可再生燃料问题而言,我不认为这是一个伟大的贡献。很多团体,包括我自己,甲酸作为中间,但是我们需要作出类似的甲醇甚至一氧化碳产生良好。”

催化化学埃德曼曾英国牛津大学的同意,并指出非金属催化剂的奖金是电子渠道更有选择地减少的有限公司₂:“用金属,它是非常,非常容易形成氧化,和他们没有这种非金属系统”。