Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc olunan bir araşdırma , CO ₂ azalmasında misli görünməmiş performansa nail olan, qüsurlu seria (CeO ₂ ) üzərində dəstəklənən nikel (Ni), mis (Cu) və sink (Zn) nanohissəcikləri daxil olmaqla, trimetal katalizatoru təqdim edir. .

Katalizator 650°C-də 49,279 mmol g⁻¹ h⁻¹ əlamətdar CO məhsuldarlığı nümayiş etdirdi ki, bu da əvvəllər bildirilmiş katalizatorlarla müqayisədə doqquz dəfə çoxdur. O, 99%-ə qədər CO seçiciliyini nümayiş etdirdi və ən azı 100 saat ərzində deqradasiyaya uğramadan sabit performansını qorudu.

Katalizatorun qeyri-adi səmərəliliyi trimetal sahələr və qüsurlu seriya arasında güclü metal dəstək qarşılıqlı təsirinin (SMSI) yaradılması ilə əlaqələndirilir. Bu unikal qarşılıqlı əlaqə elektron strukturu incələşdirir və optimal performansa imkan verir.Oyna

00:00

00:48SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Oyna_{Ni-Cu-Zn/CeO 2} katalizatorunun in-situ TEM (trimetalik nanohissəciklərin əmələ gəlməsi) 400 °C-dən 500 °C-ə qədər H ₂ qazında 20°C min-1 sürəti ilə . Kredit: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.2411406122

_{CO 2-} nin CO-ya çevrilməsi karbon qazının əlavə dəyərli kimyəvi maddələrə və yanacağa çevrilməsində mühüm addımdır. Bununla belə, kommersiya qabiliyyətliliyinə aşağı məhsuldarlıq, zəif seçicilik və mövcud katalizatorların qeyri-sabitliyi mane olmuşdur. SMSI və qüsur mühəndisliyindən istifadə etməklə bu tədqiqat CO ₂ azaldılması katalizində yeni meyarlar təyin edərək bu maneələri dəf etdi.

Bu tədqiqat əsasən qabaqcıl in-situ üsullara və multidissiplinar əməkdaşlığa əsaslanırdı.

Dr. Pieter Glatzel və Avropa Sinxrotron Radiasiya Mexanizminin (ESRF) Qrenobldakı komandası sistemin elektron dinamikasının aşkar edilməsində mühüm rol oynadılar. Yüksək enerji ayırdetmə qabiliyyətinə malik flüoresan aşkarlayan rentgen absorbsiya spektroskopiyası (HERFD-XAS) SMSI-nin oksidləşmə vəziyyətini və katalizatorda elektron sıxlığının paylanmasını necə dəyişdirdiyini ortaya qoydu.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738043920&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-trimetallic-synergy-defects-catalyst-climate.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xMTEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTExIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xMTEiXV0sMF0.&dt=1738043919801&bpp=1&bdt=113&idt=290&shv=r20250122&mjsv=m202501160401&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738043827%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738043827%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738043827%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6233782613958&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2317&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31089626%2C42531705%2C95331833%2C95335247%2C95347432&oid=2&pvsid=1031479141423935&tmod=1848929653&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=294

Almaniyanın Ernst-Ruska Mərkəzindən Dr. Paul Paciok in-situ ötürücü elektron mikroskopiyası (TEM) və elektron enerji itkisi spektroskopiyası (EELS) vasitəsilə kritik fikirlərə töhfə verib. Bu tədqiqatlar ilk dəfə olaraq katalitik şəraitdə trimetalik sahələrin böyüməsini və hərəkətini görüntülədi. SMSI qurulduqdan sonra hərəkət dayandırıldı, sonrakı diffuziya və ya sinterləşmənin qarşısını aldı.

Bombay İTİ-də professor Ojus Mohanın qrupu reaksiya mexanizmini açmaq üçün sıxlıq funksional nəzəriyyəsi (DFT) hesablamalarından istifadə etdi . Tədqiqatlar müxtəlif aktiv yerlərdə birbaşa dissosiasiya və redoks yollarının kompleks qarşılıqlı təsiri nəticəsində reaksiya aralıqlarının necə əmələ gəldiyini və məhsullara çevrildiyini vurğuladı.

Bu tədqiqat təkcə CO2 _-nin çevrilməsi üçün yüksək effektiv katalizator təmin etmir, həm də elektron strukturun dəqiq tənzimlənməsi və qüsurların manipulyasiyası vasitəsilə yeni nəsil katalizatorların layihələndirilməsi üçün plan təklif edir .

_{Bu tapıntılar CO 2-nin} istifadəsi və digər kritik kimyəvi çevrilmələr üçün qabaqcıl katalizatorların inkişafı üçün yeni yollar açır .

Son müəllif Prof. Polshettiwar qeyd edir: “Ənənəvi katalitik materialları qabaqcıl qüsur mühəndisliyi və SMSI ilə birləşdirərək, biz katalizdəki əsas məhdudiyyətləri necə həll edəcəyimizi göstərdik. Tədqiqat qabaqcıl katalizatorların layihələndirilməsi üçün yol xəritəsi təklif edir və ənənəvi katalizatorların inteqrasiyasının təsirini nümayiş etdirir. davamlı gələcəyə ümid verən qabaqcıl yanaşmalara malik materiallar.”

Daha çox məlumat: Charvi Singhvi et al, CO ₂ azaldılması reaksiyası üçün trimetalik saytları qüsurlu seriya ilə birləşdirərək elektron strukturun və SMSI-nin tənzimlənməsi , Milli Elmlər Akademiyasının əsərləri (2025). DOI: 10.1073/pnas.2411406122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

Tata Fundamental Tədqiqatlar İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir