KANAZAWA, Jepang, 8 Juni 2023 /PRNewswire/ — Para panalungtik Universitas Kanazawa ngalaporkeun kumaha lapisan timah disulfida anu ipis pisan tiasa dianggo pikeun ngagancangkeun réduksi kimiawi karbon dioksida pikeun masarakat anu nétral karbon.
Daur ulang karbon dioksida (CO2) anu dikaluarkeun tina prosés industri mangrupikeun kabutuhan dina usaha umat manusa anu penting pikeun masarakat anu lestari sareng nétral karbon. Kusabab kitu, éléktrokatalis anu tiasa sacara efisien ngarobih CO2 janten produk kimia anu kirang ngabahayakeun ayeuna nuju ditalungtik sacara lega. Kelas bahan anu dikenal salaku dikalkogenida logam dua diménsi (2D) mangrupikeun calon éléktrokatalis pikeun konvérsi CO, tapi bahan-bahan ieu sering ogé ngamajukeun réaksi anu saling bersaing, ngirangan efisiensi na. Yasufumi Takahashi sareng kolegana di Institut Élmu Nanobiologi Universitas Kanazawa (WPI-NanoLSI) parantos ngaidentipikasi dikalkogenida logam dua diménsi anu tiasa sacara efektif ngirangan CO2 janten asam format, sanés ngan ukur asalna alami. Leuwih ti éta, hubungan ieu mangrupikeun tautan antara. produk sintésis kimia.
Takahashi sareng kolegana ngabandingkeun aktivitas katalitik disulfida dua diménsi (MoS2) sareng timah disulfida (SnS2). Duanana mangrupikeun dikalkogenida logam dua diménsi, anu terakhir ieu pikaresepeun sabab timah murni dipikanyaho janten katalis pikeun produksi asam format. Uji éléktrokimia sanyawa ieu nunjukkeun yén réaksi évolusi hidrogén (HER) digancangkeun nganggo MoS2 tinimbang konvérsi CO2. HER nujul kana réaksi anu ngahasilkeun hidrogén, anu mangpaat nalika badé ngahasilkeun bahan bakar hidrogén, tapi dina kasus réduksi CO2, éta mangrupikeun prosés anu henteu dipikahoyong. Di sisi anu sanés, SnS2 nunjukkeun aktivitas pangurangan CO2 anu saé sareng ngahambat HER. Para panaliti ogé ngalakukeun pangukuran éléktrokimia bubuk SnS2 massal sareng mendakan yén éta kirang aktif dina réduksi katalitik CO2.
Pikeun ngartos dimana situs aktif sacara katalitik ayana dina SnS2 sareng kunaon bahan 2D langkung saé tibatan sanyawa massal, para ilmuwan nganggo téknik anu disebut mikroskop éléktrokimia sél scanning (SECCM). SECCM dianggo salaku nanopipet, ngabentuk sél éléktrokimia bentuk meniskus nanoskala pikeun probe anu sénsitip kana réaksi permukaan dina sampel. Pangukuran nunjukkeun yén sakumna permukaan lambaran SnS2 aktip sacara katalitik, sanés ngan ukur unsur "platform" atanapi "tepi" dina strukturna. Ieu ogé ngajelaskeun kunaon SnS2 2D ngagaduhan aktivitas anu langkung luhur dibandingkeun sareng SnS2 massal.
Itungan méré wawasan salajengna kana réaksi kimia anu lumangsung. Utamana, formasi asam format parantos diidéntifikasi salaku rute réaksi anu nguntungkeun sacara énergi nalika 2D SnS2 dianggo salaku katalis.
Panemuan Takahashi sareng kolegana nandakeun léngkah penting nuju panggunaan éléktrokatalis dua diménsi dina aplikasi réduksi CO2 éléktrokimia. Para élmuwan nyebatkeun: "Hasil ieu bakal nyayogikeun pamahaman sareng pamekaran anu langkung saé ngeunaan strategi éléktrokatalisis logam dikalkogenida dua diménsi pikeun réduksi éléktrokimia karbon dioksida pikeun ngahasilkeun hidrokarbon, alkohol, asam lemak sareng alkéna tanpa efek samping.
Lambaran dua diménsi (2D) (atanapi monolayer) tina dikalkogenida logam nyaéta bahan tipe MX2 dimana M nyaéta atom logam, sapertos molibdenum (Mo) atanapi timah (Sn), sareng X nyaéta atom kalkogen, sapertos walirang (C). Strukturna tiasa dikedalkeun salaku lapisan atom X di luhur lapisan atom M, anu salajengna ayana dina lapisan atom X. Dikalkogenida logam dua diménsi kagolong kana kelas anu disebut bahan dua diménsi (anu ogé kalebet graphene), anu hartosna aranjeunna ipis. Bahan 2D sering gaduh sipat fisik anu béda tibatan bahan bulk (3D).
Dikalkogenida logam dua diménsi parantos ditalungtik pikeun aktivitas éléktrokatalitikna dina réaksi évolusi hidrogén (HER), prosés kimia anu ngahasilkeun hidrogén. Tapi ayeuna, Yasufumi Takahashi sareng kolegana di Universitas Kanazawa parantos mendakan yén dikalkogenida logam dua diménsi SnS2 henteu nunjukkeun aktivitas katalitik HER; ieu mangrupikeun sipat anu penting pisan dina kontéks strategis jalur éta.
Yusuke Kawabe, Yoshikazu Ito, Yuta Hori, Suresh Kukunuri, Fumiya Shiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Chon, Kosuke Katagiri, Zeyu Xi, Chikai Lee, Yasuteru Shigeta jeung Yasufumi Takahashi. Lempeng 1T/1H-SnS2 pikeun mindahkeun éléktrokimia CO2, ACS XX, XXX–XXX (2023).
Judul: Ékspérimén scanning dina mikroskop éléktrokimia sél pikeun nalungtik aktivitas katalitik lambaran SnS2 pikeun ngurangan émisi CO2.
Institut Nanobiologi Universitas Kanazawa (NanoLSI) diadegkeun dina taun 2017 salaku bagian tina program pusat panalungtikan internasional anu unggul di dunya MEXT. Tujuan program ieu nyaéta pikeun nyiptakeun pusat panalungtikan kelas dunya. Ngahijikeun pangaweruh anu paling penting dina mikroskop probe scanning biologis, NanoLSI ngadegkeun "téhnologi nanoendoscopy" pikeun pencitraan langsung, analisis sareng manipulasi biomolekul pikeun kéngingkeun wawasan kana mékanisme anu ngontrol fenomena kahirupan sapertos panyakit.
Salaku universitas pendidikan umum anu unggul di basisir Laut Jepang, Universitas Kanazawa parantos masihan kontribusi anu ageung pikeun pendidikan tinggi sareng panalungtikan akademik di Jepang ti saprak diadegkeun dina taun 1949. Universitas ieu gaduh tilu paguron luhur sareng 17 sakola anu nawiskeun disiplin ilmu sapertos kadokteran, komputasi, sareng humaniora.
Universitas ieu ayana di Kanazawa, hiji kota anu kasohor ku sajarah sareng budayana, di basisir Laut Jepang. Ti saprak jaman féodal (1598-1867), Kanazawa parantos ngagaduhan prestise intelektual anu otoritatif. Universitas Kanazawa dibagi kana dua kampus utama, Kakuma sareng Takaramachi, sareng gaduh sakitar 10.200 mahasiswa, 600 di antarana mahasiswa internasional.
Tingali eusi aslina: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html