새로운 연구에 따르면 산업 규모의 환경 개선 노력에 고려되는 일부 작은 촉매는 작동 중에 불안정 할 수 있습니다.

워털루 대학의 화학자들은“나노 스케일 전기 촉매”로 알려진 복잡한 촉매의 구조를 연구했으며 과학자들이 생각했던 것만 큼 안정적이지 않다는 것을 발견했습니다. 사용 중에 전기가 흐르면 원자가 재 배열 될 수 있습니다. 어떤 경우에 연구원들은 전기 촉매가 완전히 분해된다는 사실을 발견했습니다.

이러한 재 배열 및 분해가 발생하는 이유와 방법을 이해하는 것은 대기 중 이산화탄소 및 지하수 오염 물질을 제거하고 연료와 같은 고가 제품으로 변환하는 등의 환경 개선 노력에 이러한 나노 스케일 전기 촉매를 사용하는 첫 번째 단계입니다.

Waterloo의 화학과 교수 인 Anna Klinkova는“현재의 전기 촉매는 효율성을 최적화하기 위해 복잡한 나노 크기 구조에 의존합니다. 그러나 우리가 발견 한 것은 이러한 복잡한 나노 물질의 우수한 성능은 종종 그 효과와 안정성 사이의 균형이 있기 때문에 점진적인 구조적 저하의 대가를 초래한다는 것입니다.”

Klinkova와 그녀의 팀은 촉매의 원자 재 배열이 금속의 유형, 구조적 모양 및 촉매의 반응 조건에 따라 다르다는 것을 발견했습니다.

그들은 재배치의 두 가지 이유를 확인했습니다. 일부 작은 분자는 촉매 표면에 일시적으로 부착되어 원자가 표면을 가로 질러 이동하는 데 필요한 에너지를 줄일 수 있습니다. 다른 경우에는 촉매 내의 좁은 영역이 전자의 전류를 집중시켜 전자 이동이라고하는 과정을 통해 금속 원자를 변위시킵니다.

일렉트로 마이그레이션은 이전에 마이크로 일렉트로닉스에서 확인되었지만 나노 스케일 촉매에 연결된 것은 이번이 처음입니다.

이러한 발견은 구조적 안정성을 평가하고 나노 스케일 촉매의 변화하는 기하학을 매핑하기위한 프레임 워크를 설정하며, 이는 향후 더 나은 촉매를 설계하는 데 중요한 단계입니다.

“이러한 구조적 효과는 안정성을 극대화하기위한 미래 촉매 개발의 설계 규칙 중 하나로 사용될 수 있습니다.”라고 Klinkova는 말했습니다. "또한 반응이 시작됨에 따라 활성화되는 다른 구조로 의도적으로 재구성을 유도 할 수도 있습니다."

전기 화학적 효과와 전기적 효과의 상호 작용이 전기 촉매의 구조적 변형을 유도한다는 연구가 최근 저널에 게재되었습니다. 자연 촉매 작용.

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출처 : https://bioengineer.org/metal-catalysts-used-for-environmental-sustainability-found-to-degrade-and-become-less-effective/