KANAZAWA, Japan, June 8, 2023 /PRNewswire/ — Àwọn olùwádìí Yunifásítì Kanazawa ròyìn bí a ṣe lè lo ìpele tin disulfide tín-tín láti mú kí ìdínkù kẹ́míkà carbon dioxide yára. fún àwùjọ tí kò ní erogba.
Àtúnlo erogba oloro (CO2) tí a ń tú jáde láti inú àwọn iṣẹ́ ilé-iṣẹ́ jẹ́ ohun pàtàkì nínú ìwákiri kíákíá aráyé fún àwùjọ tí ó lè wà ní ìdúróṣinṣin, tí kò ní erogba. Nítorí èyí, a ń ṣe ìwádìí lórí àwọn electrocatalysts tí ó lè yí CO2 padà lọ́nà tí ó dára síi sí àwọn ọjà kẹ́míkà míràn tí kò léwu. A ń ṣe ìwádìí lórí àwọn ohun èlò tí a mọ̀ sí dichalcogenides irin méjì-díẹ̀ (2D) gẹ́gẹ́ bí electrocatalysts fún ìyípadà CO, ṣùgbọ́n àwọn ohun èlò wọ̀nyí sábà máa ń gbé àwọn ìṣesí tí ó ń díje lárugẹ, tí ó ń dín ìṣiṣẹ́ wọn kù. Yasufumi Takahashi àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ ní Nanobiology Science Institute ti Yunifásítì Kanazawa (WPI-NanoLSI) ti ṣàwárí dichalcogenide irin méjì-díẹ̀ tí ó lè dín CO2 kù sí formic acid, kìí ṣe láti inú àdánidá nìkan. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ìsopọ̀ yìí jẹ́ ìjápọ̀ àárín. ọjà ìṣẹ̀dá kẹ́míkà.
Takahashi àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ fi ìṣiṣẹ́ catalytic ti disulfide onigun meji (MoS2) àti tin disulfide (SnS2) wéra. Àwọn méjèèjì jẹ́ dichalcogenides irin onigun meji, èyí tí ó kẹ́yìn jẹ́ ohun tí ó ṣe pàtàkì nítorí pé a mọ̀ pé tin mímọ́ jẹ́ ohun tí ó ń fa ìṣẹ̀dá formic acid. Ìdánwò electrochemical ti àwọn èròjà wọ̀nyí fihàn pé ìṣiṣẹ́ ìdàgbàsókè hydrogen (HER) ń yára nípa lílo MoS2 dípò ìyípadà CO2. HER tọ́ka sí ìṣiṣẹ́ kan tí ó ń mú hydrogen jáde, èyí tí ó wúlò nígbà tí a bá fẹ́ ṣe epo hydrogen, ṣùgbọ́n ní ti ìdínkù CO2, ó jẹ́ ìlànà ìdíje tí kò dára. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, SnS2 fi ìṣiṣẹ́ ìdínkù CO2 tí ó dára hàn ó sì dí HER lọ́wọ́. Àwọn olùwádìí náà tún ṣe ìwọ̀n electrochemical ti bulk SnS2 powder wọ́n sì rí i pé kò ṣiṣẹ́ dáadáa nínú ìdínkù catalytic ti CO2.
Láti mọ ibi tí àwọn ibi tí ó ń ṣiṣẹ́ nínú catalytic wà nínú SnS2 àti ìdí tí ohun èlò 2D fi ń ṣiṣẹ́ dáadáa ju ohun èlò onípele púpọ̀ lọ, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì lo ọ̀nà kan tí a ń pè ní scanning cell electrochemical microscopy (SECCM). A lo SECCM gẹ́gẹ́ bí nanopipette, ó ń ṣẹ̀dá nanoscale meniscus electrochemical cell fún àwọn probes tí ó ní ìmọ̀lára sí àwọn ìṣesí ojú lórí àwọn àpẹẹrẹ. Àwọn ìwọ̀n náà fihàn pé gbogbo ojú SnS2 sheet jẹ́ catalytic, kìí ṣe àwọn èròjà “platform” tàbí “edge” nínú ìṣètò náà nìkan. Èyí tún ṣàlàyé ìdí tí 2D SnS2 fi ní ìṣiṣẹ́ gíga ju bulk SnS2 lọ.
Àwọn ìṣirò náà fúnni ní òye síwájú síi nípa àwọn ìṣesí kẹ́míkà tí ó ń ṣẹlẹ̀. Ní pàtàkì, a ti dá ìdásílẹ̀ formic acid mọ̀ gẹ́gẹ́ bí ipa ọ̀nà ìṣesí tí ó dára fún agbára nígbà tí a bá lo 2D SnS2 gẹ́gẹ́ bí ohun tí ó ń mú kí ènìyàn ní agbára.
Àwọn àwárí Takahashi àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ ṣe àmì ìgbésẹ̀ pàtàkì sí lílo àwọn electrocatalysts onípele méjì nínú àwọn ohun èlò ìdínkù CO2 electrochemical. Àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì tọ́ka sí pé: “Àwọn èsì wọ̀nyí yóò fúnni ní òye tó dára jù àti ìdàgbàsókè ti ètò electrocatalysis metal dichalcogenide onípele méjì fún ìdínkù electrochemical ti carbon dioxide láti ṣe àwọn hydrocarbons, alcohols, fatty acids àti alkenes láìsí àwọn ìpalára. . àwọn ọjà.”
Àwọn ìwé onípele méjì (2D) (tàbí àwọn monolayer) ti irin dichalcogenides jẹ́ àwọn ohun èlò MX2 níbi tí M jẹ́ átọ̀mù irin, bíi molybdenum (Mo) tàbí tin (Sn), àti X jẹ́ átọ̀mù chalcogeni, bíi sulfur (C). A lè fi ìṣètò náà hàn gẹ́gẹ́ bí fẹlẹfẹlẹ àwọn átọ̀mù X lórí fẹlẹfẹlẹ àwọn átọ̀mù M, èyí tí ó wà lórí fẹlẹfẹlẹ àwọn átọ̀mù X. Àwọn dichalcogenides irin onípele méjì jẹ́ ti ìpele àwọn ohun èlò onípele méjì (tí ó tún ní graphene), èyí tí ó túmọ̀ sí wípé wọ́n tinrin. Àwọn ohun èlò 2D sábà máa ń ní àwọn ànímọ́ ara tí ó yàtọ̀ sí àwọn ẹlẹgbẹ́ wọn (3D).
Wọ́n ti ṣe ìwádìí lórí àwọn dichalcogenides irin onípele méjì fún ìṣiṣẹ́ electrocatalytic wọn nínú ìhùwàsí ìdàgbàsókè hydrogen (HER), ìlànà kẹ́míkà kan tí ó ń mú hydrogen jáde. Ṣùgbọ́n nísinsìnyí, Yasufumi Takahashi àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ ní Yunifásítì Kanazawa ti rí i pé dichalcogenide irin onípele méjì SnS2 kò fi ìṣiṣẹ́ HER catalytic hàn; èyí jẹ́ ohun ìní pàtàkì nínú àyíká ìlànà ti ipa ọ̀nà náà.
Yusuke Kawabe, Yoshikazu Ito, Yuta Hori, Suresh Kukunuri, Fumiya Shiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Chon, Kosuke Katagiri, Zeyu Xi, Chikai Lee, Yasuteru Shigeta ati Yasufumi Takahashi. Awo 1T/1H-SnS2 fun gbigbe elekitirokemika ti CO2, ACS XX, XXX–XXX (2023).
Àkọlé: Ṣíṣàyẹ̀wò àwọn àyẹ̀wò lórí ẹ̀rọ amúṣẹ́ẹ̀míkà oníná-ẹ̀rọ láti ṣe àyẹ̀wò ìṣiṣẹ́ ìyípadà ti àwọn ìwé SnS2 láti dín ìtújáde CO2 kù.
Wọ́n dá ilé-ẹ̀kọ́ Nanobiological Institute of Kanazawa University (NanoLSI) sílẹ̀ ní ọdún 2017 gẹ́gẹ́ bí apá kan ètò ilé-iṣẹ́ ìwádìí kárí ayé tó gbajúmọ̀ jùlọ ní àgbáyé MEXT. Ète ètò náà ni láti ṣẹ̀dá ilé-iṣẹ́ ìwádìí tó gbajúmọ̀ jùlọ ní àgbáyé. Ní pípa ìmọ̀ tó ṣe pàtàkì jùlọ nínú ìwádìí onímọ̀ nípa ẹ̀dá alààyè, NanoLSI dá “ìmọ̀-ẹ̀rọ nanoendoscopy” sílẹ̀ fún àwòrán taara, ìṣàyẹ̀wò àti ìṣàtúnṣe àwọn ohun alààyè láti ní òye nípa àwọn ọ̀nà tí ó ń ṣàkóso àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ìgbésí ayé bí àrùn.
Gẹ́gẹ́ bí yunifásítì ẹ̀kọ́ gbogbogbòò tó gbajúmọ̀ ní etíkun Òkun Japan, Yunifásítì Kanazawa ti ṣe àfikún ńlá sí ẹ̀kọ́ gíga àti ìwádìí ẹ̀kọ́ ní Japan láti ìgbà tí wọ́n dá a sílẹ̀ ní ọdún 1949. Yunifásítì náà ní àwọn kọ́lẹ́ẹ̀jì mẹ́ta àti ilé-ẹ̀kọ́ mẹ́tàdínlógún tí wọ́n ń kọ́ ẹ̀kọ́ bíi iṣẹ́ abẹ, ìmọ̀ ẹ̀rọ, àti ìmọ̀ nípa ẹ̀dá ènìyàn.
Yunifásítì náà wà ní Kanazawa, ìlú olókìkí fún ìtàn àti àṣà rẹ̀, ní etíkun Òkun Japan. Láti ìgbà ìjọba feudal (1598-1867), Kanazawa ti ní ọlá ìmọ̀-ẹ̀rọ tó lágbára. Yunifásítì Kanazawa pín sí àwọn ibùdó pàtàkì méjì, Kakuma àti Takaramachi, ó sì ní nǹkan bí ẹgbẹ̀rún mẹ́wàá ó lé igba (10,200) àwọn akẹ́kọ̀ọ́, tí ọgọ́rùn-ún mẹ́fà (600) nínú wọn jẹ́ akẹ́kọ̀ọ́ kárí ayé.
Wo akoonu atilẹba: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html