p Nossa dependência de combustíveis fósseis como fonte de energia primária elevou a poluição do ar a um nível mais alto, resultando em várias preocupações ambientais e de saúde. Entre os principais poluentes, óxido de nitrogênio (NO _x ) o acúmulo pode causar doenças respiratórias graves e desequilíbrio no ciclo de nitrogênio da Terra. Reduzindo NÃO _x acumulação é, Portanto, uma questão de extrema importância. p Recentemente, a conversão de NÃO _x em produtos de nitrogênio inofensivos ou mesmo úteis surgiu como uma estratégia promissora. Particularmente atraente para os cientistas é a redução de NO _x para hidroxilamina (NH ₂ OH), que pode ser utilizada como fonte renovável de energia.

p A etapa de 'fazer ou quebrar' que determina a formação de hidroxilamina é a redução eletroquímica catalítica de óxido nítrico (NO), que pode produzir hidroxilamina ou óxido nitroso (N ₂ O), dependendo do pH do eletrólito e do potencial do eletrodo. Estudos mostram que para a formação de hidroxilamina dominar o N ₂ O formação, eletrólitos muito ácidos com um pH inferior a 0 são necessários. Contudo, tal ambiente severamente ácido degrada rapidamente o catalisador, limitando a reação. “O desenvolvimento de um novo catalisador com alta atividade, seletividade, e a estabilidade é o próximo desafio, "diz o Prof. Chang Hyuck Choi do Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju (GIST) na Coréia, onde trabalha na catálise de reações eletroquímicas.

p Em um estudo recente publicado em Nature Communications , O Prof. Choi e seus colegas da Coréia e da França investigaram a redução de NO na presença de um novo catalisador de carbono dopado com ferro e nitrogênio (Fe-N-C) feito de FeN isolado _x C _y porções ligadas a um substrato carbonáceo. O catalisador foi escolhido por sua alta seletividade para o NH ₂ Via OH, bem como sua resistência a condições extremamente ácidas.

p A equipe atuou em operando (ou seja, durante a reação) espectroscopia e análise eletroquímica do catalisador para determinar seu sítio catalítico e a dependência do pH do NH ₂ Produção OH.

p Eles identificaram o sítio ativo do catalisador como as porções ferrosas ligadas ao substrato de carbono onde a taxa de NH ₂ A formação de OH mostrou um aumento peculiar com a diminuição do pH. A equipe atribuiu essa peculiaridade a um estado de oxidação incerto do NO. Finalmente, eles alcançaram NH eficiente (71%) ₂ Produção de OH em um NO-H prototípico ₂ célula de combustível, estabelecer a utilidade prática do catalisador. Além disso, eles descobriram que o catalisador exibia estabilidade de longo prazo, não mostrando sinais de desativação, mesmo depois de operar por mais de 50 horas!

p A abordagem não apenas reduz os poluentes atmosféricos nocivos, mas também fornece um subproduto útil que pode encontrar uso no início de uma sociedade de energia renovável. "Além das aplicações de hidroxilamina na indústria de náilon, ele também pode ser usado como um transportador de hidrogênio alternativo. Assim, o novo catalisador não ajudará apenas a reduzir a quantidade de NO _x poluentes em nossa atmosfera, mas também nos levam a um futuro de energia renovável, "O Prof. Choi explica.

p Podemos respirar aliviados sabendo que as descobertas da equipe nos levam alguns passos mais perto de uma sociedade de energia renovável livre de poluição.