Нова петметална сплав прави 2D катализатор за превръщане на CO2 в горива

Изследователите са създали необичайна нова сплав, съставена от не два, а пет различни метала, и са я пуснали да работи като катализатор. Новият материал е двуизмерен и успя да превърне въглеродния диоксид в въглероден окис ефективно, като потенциално спомогна за превръщането на парниковите газове в горива.

Новата сплав принадлежи към клас материали, наречени дихалкогениди на преходни метали (TMDC), които, както подсказва името, са съставени от комбинации от преходни метали и халкогени. Изключително тънките филми на TMDC наскоро показаха обещание в редица електронни и оптични устройства, но изследователите от новото проучване се чудеха дали те могат да се използват и като катализатори за химични реакции.

Мисли се, че тъй като реакциите се появяват на повърхността на катализатора, материалите с големи повърхности ще бъдат по-ефективни катализатори. И тъй като листове с дебелина само няколко атома, TMDC не са почти нищо друго освен повърхност.

Екипът създаде компютърни модели, за да сортира всички възможни комбинации от преходни метали и халкогени и да определи кои биха направили най-ефективните катализатори. В крайна сметка те се спряха на такъв, който съдържаше изумително пет преход метали – молибден, волфрам, ванадий, ниобий и тантал – заедно със сярата като халкоген.

„Въпросът беше„ Можем ли дори да синтезираме сплав TMDC, която имаше толкова много компоненти? “, Казва Джон Кавин, автор на изследването. „И ще подобрят ли намаляването на CO2 в CO? “

Изображение на електронен микроскоп на люспичка от новата сплав (отгоре в центъра) и разрез, показващ нейната атомна структура (долен център) – елементите, използвани за съставянето й, са показани около краищата

Лаборатория Mishra

След като избра най-обещаващия кандидат, екипът изпрати данните на сътрудници от Университета на Илинойс, за да синтезират сплавта. Това не само беше успешно, но при тестовете материалът работи добре при превръщането на въглеродния диоксид във въглероден окис, с честота на оборота от 58,3 в секунда.

Това означава, че те могат да бъдат полезни за рециклиране на парниковия газ в използваеми въглеводородни горива. Екипът казва, че тази нова сплав, както и четири други, които са показали някои обещания като катализатори, могат да имат и други приложения, които все още не са изследвани.

„Това са нови материали, които никога преди не са били синтезирани“, казва Рохан Мишра, водещ автор на изследването. „Те могат да имат непредвидени свойства.“

Изследването е публикувано в списанието Разширени материали.

Източник: Вашингтонски университет в Сейнт Луис

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate