WPI 연구원들은 물에서 요소를 제거하고 잠재적으로 수소 가스로 전환하는 재료를 개발했습니다. 조심스럽게 맞춤형 전자 구조를 갖는 니켈 및 코발트 원자의 이러한 재료를 구축함으로써, 그룹은 이러한 전이 금속 산화물 및 수산화물이 전기 화학 반응에서 슬롯 머신아를 선택적으로 산화시킬 수있는 잠재력을 잠재시켰다..
슬롯 머신, 슬롯 머신Xiaowei Teng, James H. Manning WPI의 화학 공학 교수는최근에 게시 됨Journal of Physical Chemistry Letters 출판물의 보충 전면 커버에서 강조 표시됩니다.
물에서 요소를 제거하는 과제
슬롯 머신아는 저렴한 질소 농업 비료이며 인간 대사로 인한 천연 제품입니다. 요소가 풍부한 농업 유출 및 시립 폐수 배출은 수생 환경과 인간 건강에 악영향을주는 성가신 조류와 저산소 성 죽은 구역을 유발합니다.
동시에 슬롯 머신아의 고유 한 특성은 실행 가능한 주문형 수소 생산을 제공 할 수있는 잠재적 수소 저장 매체로 만듭니다. 예를 들어, 슬롯 머신아는 무독성이며, 수용성이 높으며, 수소 함량이 높으며 (6.7 중량%). 따라서, 수소 생산을위한 요소 전기 분해는 물 전기 분해보다 에너지 효율적이고 경제적이다.
슬롯 머신아 전기 분해의 약점은 항상 물 대신 요소를 선택적으로 산화시키는 저렴한 고도의 고속 전기 촉매의 부족 이었지만 Teng과 그의 팀은 용액을 발견했습니다. 전자적 전기 구조를 위해 고유 한 전자 구조와 함께 전기적으로 상호 작용하는 전기 촉매를 만들었습니다.
향상된 선택성 및 활동 잠금 해제
WPI 팀의 슬롯 머신는 균질 한 니켈과 산화 코발트 및 수산화물을 중심으로합니다. 슬롯 머신원들은 전기 화학 활동과 요소 산화에 대한 선택성을 향상시키는 열쇠가 지배적 인 NI2+ 및 CO3+ 종으로 독특한 전자 구조를 조정하는 데있어.
“이 전자 구성은 NI3+와 같은 더 높은 니켈 원자가가 강한 전류 출력으로 빠른 반응을 일으키는 데 도움이되기 때문에 요소 산화의 선택성을 향상시키는 중추적 인 요인입니다.
이 효과를 더 잘 이해하기 위해 Teng의 그룹은와 협력했습니다.Aaron Deskins, WPI의 화학 공학 교수. Deskins는 계산 시뮬레이션을 수행했으며 니켈 및 코발트 산화물 및 수산화물의 균질 혼합이 NI2+에서 CO3+ 종으로의 전자 재분배에 이익을 얻었고, 원자가 전자 전자를 더 높은 에너지로 이동시켜 Ni/Co 촉매가 소변 및 물 분자와의 결합에 더 잘 대비할 수 있도록 더 잘 준비되었다는 것을 발견했습니다.
- Xiaowei Teng
- James H. Manning 화학 공학 교수