KANAZAWA, Japonya, 8ê Hezîrana 2023an /PRNewswire/ — Lêkolînerên Zanîngeha Kanazawa radigihînin ku çawa çîneke pir zirav a dîsulfîda qalayê dikare were bikar anîn da ku kêmkirina kîmyewî ya karbondîoksîtê bileztir bike. ji bo civakek bê karbon.
Ji nû ve bikaranîna karbondîoksîtê (CO2) ya ku ji pêvajoyên pîşesaziyê derdikeve, di lêgerîna lezgîn a mirovahiyê de ji bo civatek domdar û bê karbon de pêdivîyek e. Ji ber vê sedemê, elektrokatalîzatorên ku dikarin bi bandor CO2 veguherînin berhemên kîmyewî yên kêmtir zirardar niha bi berfirehî têne lêkolîn kirin. Çînek materyalên ku wekî dîkalkogenîdên metal ên du-alî (2D) têne zanîn, wekî elektrokatalîzatorên veguherîna CO namzet in, lê ev materyal pir caran reaksiyonên pêşbaz jî pêşve dixin, û karîgeriya wan kêm dikin. Yasufumi Takahashi û hevkarên wî li Enstîtuya Zanista Nanobiyolojiyê ya Zanîngeha Kanazawa (WPI-NanoLSI) dîkalkogenîdek metal a du-alî destnîşan kirine ku dikare CO2 bi bandor kêm bike asîda formîk, ne tenê ji eslê xwezayî. Wekî din, ev girêdan girêdanek navîn e. berhema senteza kîmyewî.
Takahashi û hevkarên wî çalakiya katalîtîk a dîsulfîda du-alî (MoS2) û dîsulfîda qalayê (SnS2) berawird kirin. Her du jî dîkalkogenîdên metal ên du-alî ne, ya paşîn bi taybetî balkêş e ji ber ku qalaya paqij wekî katalîzorek ji bo hilberîna asîda formîk tê zanîn. Ceribandina elektrokîmyayî ya van pêkhateyan nîşan da ku reaksiyona pêşveçûna hîdrojenê (HER) bi karanîna MoS2 li şûna veguherîna CO2 lez dibe. HER behsa reaksiyonek dike ku hîdrojenê hildiberîne, ku dema ku armanc tê kirin ku sotemeniya hîdrojenê were hilberandin kêrhatî ye, lê di rewşa kêmkirina CO2 de, ew pêvajoyek pêşbaziyê ya nexwestî ye. Ji hêla din ve, SnS2 çalakiya kêmkirina CO2 ya baş nîşan da û HER asteng kir. Lêkolîneran her weha pîvandinên elektrokîmyayî yên toza SnS2 ya girseyî girtin û dîtin ku ew di kêmkirina katalîtîk a CO2 de kêmtir çalak e.
Ji bo fêmkirina cihê katalîtîk çalak ê cihên SnS2 û çima materyalek 2D ji pêkhateyek girseyî çêtir performansê dike, zanyar teknîkek bi navê mîkroskopiya elektroşîmyayî ya şaneya şopandinê (SECCM) bikar anîn. SECCM wekî nanopîpetek tê bikar anîn, û ji bo sondajên ku ji reaksiyonên rûyê li ser nimûneyan hesas in, şaneyek elektroşîmyayî ya bi şiklê menîskusê ya di pîvana nano de çêdike. Pîvan nîşan dan ku tevahiya rûyê pelê SnS2 bi katalîtîk çalak bû, ne tenê hêmanên "platform" an "qirax" ên di avahiyê de. Ev jî rave dike çima SnS2 ya 2D li gorî SnS2 ya girseyî çalakiyek bilindtir heye.
Hesabkirin têgihîştineke bêtir li ser reaksiyonên kîmyewî yên ku diqewimin peyda dikin. Bi taybetî, çêbûna asîda formîk wekî rêyek reaksiyonê ya enerjîkî ya guncan hatiye destnîşankirin dema ku 2D SnS2 wekî katalîzator tê bikar anîn.
Dîtina Takahashi û hevkarên wî gaveke girîng ber bi karanîna elektrokatalîzatorên du-alî di sepanên kêmkirina CO2 ya elektroşîmyayî de nîşan dide. Zanyar dibêjin: "Ev encam dê têgihîştineke çêtir û pêşxistina stratejiyeke elektrokatalîza metal dîkalkogenîd a du-alî ji bo kêmkirina elektroşîmyayî ya karbondîoksîtê peyda bikin da ku hîdrokarbon, alkol, asîdên rûn û alken bêyî bandorên alî hilberînin."
Pelên du-alî (2D) (an jî qatên yekane) yên dîkalkojenîdên metal materyalên celebê MX2 ne ku M atomek metal e, wek molîbden (Mo) an qalayî (Sn), û X atomek kalkojen e, wek sulfur (C). Avahiya dikare wekî qatek atomên X li ser qatek atomên M were îfade kirin, ku ew jî li ser qatek atomên X ye. Dîkalkojenîdên metal ên du-alî aîdî çînek materyalên bi navê du-alî ne (ku grafen jî di nav de ye), ku tê vê wateyê ku ew zirav dibin. Materyalên 2D pir caran taybetmendiyên fîzîkî yên cûda ji hevpîşeyên xwe yên girseyî (3D) hene.
Dîkalkogenîdên metalên du-alî ji bo çalakiya wan a elektrokatalîtîk di reaksiyona pêşveçûna hîdrojenê (HER) de, pêvajoyek kîmyewî ku hîdrojenê hildiberîne, hatine lêkolîn kirin. Lê niha, Yasufumi Takahashi û hevkarên wî li Zanîngeha Kanazawa dîtin ku dîkalkogenîdên metalên du-alî SnS2 çalakiya katalîtîk a HER nîşan nade; ev taybetmendiyek pir girîng e di çarçoveya stratejîk a rêyê de.
Yusuke Kawabe, Yoshikazu Ito, Yuta Hori, Suresh Kukunuri, Fumiya Shiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Chon, Kosuke Katagiri, Zeyu Xi, Chikai Lee, Yasuteru Shigeta û Yasufumi Takahashi. Plate 1T/1H-SnS2 ji bo veguheztina elektrokîmyayî ya CO2, ACS XX, XXX–XXX (2023).
Sernav: Ceribandinên skenkirinê li ser mîkroskopiya elektroşîmyayî ya şaneyan ji bo lêkolîna çalakiya katalîtîk a pelên SnS2 ji bo kêmkirina emîsyonên CO2.
Enstîtuya Nanobiyolojiyê ya Zanîngeha Kanazawa (NanoLSI) di sala 2017an de wekî beşek ji bernameya navenda lêkolînê ya navneteweyî ya pêşeng a cîhanê MEXT hate damezrandin. Armanca bernameyê avakirina navendeke lêkolînê ya asta cîhanî ye. NanoLSI, bi hev re zanîna herî girîng di mîkroskopiya sonda şopandina biyolojîk de, "teknolojiya nanoendoskopiyê" ji bo wênekirina rasterast, analîzkirin û manîpulekirina biyomolekulan ava dike da ku têgihîştinê li ser mekanîzmayên ku diyardeyên jiyanê yên wekî nexweşiyan kontrol dikin, bi dest bixe.
Zanîngeha Kanazawa, wekî zanîngeheke pêşeng a perwerdehiya giştî li perava Deryaya Japonyayê, ji damezrandina xwe di sala 1949an de heta niha beşdarîyên mezin di perwerdehiya bilind û lêkolînên akademîk ên li Japonyayê de kiriye. Zanîngeh sê kolej û 17 dibistan hene ku dîsîplînên wekî bijîşkî, komputer û zanistên mirovî pêşkêş dikin.
Zanîngeh li Kanazawayê ye, bajarekî bi dîrok û çanda xwe navdar e, li perava Deryaya Japonê. Ji serdema feodal (1598-1867) vir ve, Kanazawa xwedî prestîjek rewşenbîrî ya otorîter e. Zanîngeha Kanazawayê ji du kampusên sereke, Kakuma û Takaramachi, pêk tê û nêzîkî 10,200 xwendekarên wê hene, ku 600 ji wan xwendekarên navneteweyî ne.
Naveroka orîjînal bibînin: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html