p Figura 1. Comparação esquemática, Imagens SEM, a correlação entre o número de ciclos ALD e o tamanho de partícula / população, e curvas de fotoelétrons de raios-X para as amostras. (A) Exsolução convencional para LSTN e (B) imagem SEM correspondente de LSTN. Barra de escala, 500 nm. (C) Exsolução topotática via ALD para LSTN-20C-Fe e a imagem SEM correspondente de (D) LSTN-20C-Fe após a redução. Barra de escala, 500 nm. Crédito:Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan
p Um novo nanocatalisador que recicla os principais gases do efeito estufa, como dióxido de carbono (CO
2 ) e metano (CH
4 ), em hidrogênio de alto valor agregado (H
2 ) gás foi desenvolvido. Espera-se que este catalisador contribua significativamente para o desenvolvimento de várias tecnologias de conversão de resíduos em energia, pois tem mais do que o dobro da eficiência de conversão de CH
4 para H
2 , em comparação com os catalisadores de eletrodo convencionais. p Uma equipe de pesquisa, liderado pelo Professor Gun-Tae Kim na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST desenvolveu um novo método para melhorar o desempenho e a estabilidade dos catalisadores, usado na reação (ou seja, reforma a seco de metano, DRM) que produz H
2 e monóxido de carbono (CO) de gases de efeito estufa bem conhecidos, como CO
2 e CH
4 .
p Os catalisadores convencionais usados para a reforma a seco do metano (DRM) são complexos de metal à base de níquel (Ni). Hora extra, Contudo, o desempenho dos catalisadores se degradam, o mesmo acontece com a vida útil do catalisador. Isso ocorre porque o carbono se acumula na superfície dos catalisadores, à medida que os catalisadores se aglomeram ou sua reação é repetida em uma temperatura mais alta.
p "A camada uniforme e quantitativamente controlada de ferro (Fe) via deposição da camada atômica (ALD) facilita a dispersão topotática, aumentando nanopartículas finamente dispersas, "diz Sangwook Joo (Mestrado / Doutorado Combinado na Escola de Energia e Engenharia Química, UNIST), o primeiro autor do estudo.
p A equipe de pesquisa também confirmou que a exsolução é promovida mesmo com uma quantidade muito pequena de óxido de Fe depositado por ALD (Fe
2 O
3 ) "Notavelmente, a 20 ciclos de deposição de óxido de Fe via ALD, a população de partículas atinge mais de 400 partículas (ligas de Ni-Fe), "diz Arim Seong da Escola de Energia e Engenharia Química, UNIST, o primeiro co-autor do estudo. "Como essas partículas são compostas de Ni e Fe, eles também exibiram alta atividade catalítica. "
p Figura 2. Propriedades catalíticas do DRM. (A) Metano reagiu durante a reação DRM para LSTN, LSTN-10C-Fe, e LSTN-20C-Fe. (B) A energia de ativação da reatividade do metano calculada para LSTN, LSTN-10C-Fe, e LSTN-20C-Fe. (C) Dependência do tempo de reatividade de CH4 e razão H2 / CO para LSTN-20C-Fe em DRM a 700 graus C. Crédito:Ulsan National Institute of Science and Technology
p O novo catalisador exibiu alta atividade catalítica para o processo DRM sem degradação observável no desempenho por mais de 410 horas de operação contínua. Seus resultados também mostraram uma alta conversão de metano (mais de 70%) a 700 graus C. "Isso é mais do que o dobro da eficiência de conversão de energia dos catalisadores de eletrodo convencionais, "observou o professor Kim." No geral, os abundantes nanocatalisadores de liga via ALD marcam um passo importante na evolução da exsolução e sua aplicação no campo da utilização de energia. "
