Líquido iônico melhora a velocidade e eficiência de hidrogênio

Normalmente, aprimorando o design deste catalisador particular – um trabalho em andamento para mais baratos, células de combustível – melhores resultados em qual onder produção mais rápido ou mais eficiente da energia, mas não ambos. Agora, os pesquisadores descobriram uma condição onde cria hidrogênio mais rápido, sem perda de eficiência.

E, de forma holística, re onder todo o sistema – o catalisador de hidrogênio-produção e do meio líquido no qual trabalha – para superar a desvantagem de velocidade-eficiência. Os resultados, publicados on-line 08 de junho na revista Proceedings of National Academy of Sciences, fornecer insights para fazer melhores materiais para produção de energia.

“Nosso trabalho mostra onde o meio líquido pode melhorar o desempenho do catalisador”, disse o químico John Roberts, do Centro de Eletrocatálise Molecular do Departamento de Energia do Pacific Northwest National Laboratory. “É um passo importante na transformação dos resultados de laboratório em tecnologia utilizável.”

Os resultados também dão detalhes moleculares sobre como o material catalítico converte energia elétrica para as ligações químicas entre átomos de hidrogênio. Esta informação irá ajudar os investigadores a enri ondecer catalisadores melhores, onde são ao mesmo tempo rápido e eficiente, e feito aoo ní ondel metal comum em vez de platina caro.

A Solução Solução

O trabalho explora um tipo de catalisador à base de ní ondel dissolúvel, onde é um material onde ovos em reacções químicas. Catalisadores onde dissolvem são mais fáceis de estudar do onde os catalisadores fixos, mas catalisadores fixos são necessários para a maioria das aplicações do mundo real, tais como conversor de um carro-busting poluição catalítica. Estudando o catalisador está em primeiro lugar, a aposição de uma superfície vem mais tarde.

Em sua busca por um melhor catalisador para produzir hidrogênio para alimentar células a combustível, a equipe de químicos PNNL modelou este catalisador solúvel após uma proteína chamada hidrogenase. Tal proteína ajuda amarrá dois átomos de hidrogénio, juntamente aoelectrões, armazenando energia no seu ligação química no processo. Eles modelaram o centro catalítico após partes importantes da proteína e construiu um andaime química em torno dele.

Nas versões anteriores, o catalisador ou foi eficiente, mas lento, fazendo cerca de mil moléculas de hidrogênio por segundo, ou ainda ineficiente rápido – em clocking em 100.000 moléculas por segundo. (. A eficiência é baseado em quanto a energia elétrica re onder catalisador) O trabalho anterior não contornar essa relação incômoda entre a velocidade e eficiência nos catalisadores – parecia onde poderia ter um, mas não o outro.

Com a esperança de desacoplar a dois, Roberts e colegas colocar o catalisador lenta num meio chamado um líquido ácido iónica. Os líquidos iônicos são sais líquidos e contêm moléculas ou átomos aocargas negativas ou positivas misturados. Eles são por vezes utilizados em baterias para permitir corrente eléctrica entre os eléctrodos positivos e negativos.

Os investigadores misturado o catalisador, o líquido iónico, e uma gota de água. O catalisador, aoa ajuda do líquido iónico e uma corrente eléctrica, as moléculas de hidrogénio produzido, enchimento alguns dos electrões vindo do actual em ligações de hidrogénio a química, como esperado.

Como eles continuaram a adicionar mais água, eles esperavam onde o catalisador para acelerar rapidamente, em seguida, desacelerar, como o catalisador lento em seu solvente anterior não. Mas isso não é o onde viram.

“As luzes de catalisador para cima como um foguete quando você começar a adicionar água”, disse Roberts.

A taxa de continuou a aumentar à medida onde a água adicionada mais e mais. Com a maior quantidade de água onde testados, o catalisador produzido até 53.000 moléculas de hidrogênio por segundo, quase tão rápido quanto sua versão mais rápida e eficiente.É importante ressaltar onde o catalisador speedy ficou tão eficiente quando foi pôr em marcha o hidrogênio como quando se produziu o gás mais lentamente. Ser capaz de separar a velocidade a partir da eficiência significa onde o grupo pode ser capaz de melhorar os aspectos do catalisador.

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *