O paradigma de pesquisa padrão revela as relações estrutura-propriedade-atividade para o CO2 eletroquímico reação de redução (CO2 RR) sobre SnO2 . Esta imagem ilustra a reconstrução da superfície induzida por vacâncias de oxigênio (cobertura de 1/1 ML) e espécies tensoativas (camada Sn) responsáveis pela produção seletiva de HCOOH. Crédito:Angewandte Chemie Edição Internacional (2024). DOI:10.1002/anie.202319913 Num novo passo no combate às alterações climáticas e na transição para soluções sustentáveis, um grupo de investigadores desenvolveu um paradigma de investigação que torna mais fácil decifrar a relação entre as estruturas catalíticas e as suas reações.
Detalhes da descoberta dos pesquisadores foram publicados na revista Angewandte Chemie International Edition em 29 de janeiro de 2024.
Compreender como a superfície de um catalisador afeta sua atividade pode auxiliar no projeto de estruturas catalíticas eficientes para requisitos de reatividade específicos. No entanto, compreender os mecanismos por trás dessa relação não é uma tarefa simples, dado o complicado microambiente de interface dos eletrocatalisadores.
"Para decifrar isso, nos concentramos no CO2 eletroquímico reação de redução (CO2 RR) em catalisadores à base de óxido de estanho (Sn-O)", aponta Hao Li, professor associado do Instituto Avançado de Pesquisa de Materiais da Universidade de Tohoku (WPI-AIMR) e autor correspondente do artigo. "Ao fazer isso, não apenas descobriu as espécies de superfície ativa de SnO2 catalisadores baseados em CO2 RR, mas também estabeleceu uma correlação clara entre especiação de superfície e CO2 Desempenho de RR."
CO2 RR é reconhecido como um método promissor para redução de CO2 emissões e produção de combustíveis de alto valor, sendo o ácido fórmico (HCOOH) um produto digno de nota devido às suas diversas aplicações em indústrias como farmacêutica, metalurgia e remediação ambiental.
O método proposto ajudou a identificar os estados de superfície genuínos do SnO2 responsável por seu desempenho em CO2 reações de redução sob condições eletrocatalíticas específicas. Além disso, a equipe corroborou suas descobertas através de experimentos usando vários SnO2 formas e técnicas avançadas de caracterização.
Li e seus colegas desenvolveram sua metodologia combinando estudos teóricos com técnicas eletroquímicas experimentais.
“Preenchemos a lacuna entre o teórico e o experimental, oferecendo uma compreensão abrangente do comportamento do catalisador sob condições do mundo real no processo”, acrescenta Li.
A equipe de pesquisa está agora focada na aplicação desta metodologia a uma variedade de reações eletroquímicas. Ao fazer isso, eles esperam descobrir mais sobre correlações estrutura-atividade únicas, acelerando o projeto de eletrocatalisadores escalonáveis e de alto desempenho.
Mais informações: Zhongyuan Guo et al, Decifrando a relação estrutura-atividade em direção ao CO2 Eletrorredução sobre SnO2 por A Standard Research Paradigm, Angewandte Chemie Edição Internacional (2024). DOI:10.1002/anie.202319913 Fornecido pela Universidade Tohoku
