Forskere indser elektrokemisk omdannelse af metan og O₂ til HCOOH ved stuetemperatur
Direkte konvertering af CH4 og O2 til værditilvækstkemikalier er vigtigt for naturgasindustrien. Der er dog stadig udfordringer på grund af sværhedsgraden ved O2 aktivering ved dannelse af aktive oxygenarter for CH4 aktivering under milde forhold.
For nylig har en forskergruppe ledet af Prof. Deng Dehui, Assoc. Prof. Cui Xiaoju og Yu Liang fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) realiserede den elektrokemiske omdannelse af CH4 af O2 til HCOOH ved stuetemperatur. Denne undersøgelse blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society .
Forskerne udviklede en højtryks-elektro-Fenton-strategi for at etablere en heterohomogen proces til elektrokatalytisk omdannelse af CH4 af O2 ved stuetemperatur. De afslørede, at CH4 blev effektivt aktiveret af ·OH, som blev produceret via en heterogen elektroreduktion af O2 til H2 O2 på Ag-foliekatoden efterfulgt af en homogen Fe 2+ -faciliteret H2 O2 nedbrydning.
Derudover fandt forskerne ud af, at det forhøjede tryk ikke kun forbedrede produktiviteten af H2 O2 fra O2 elektro-reduktion, men øgede også sandsynligheden for reaktionskollision mellem CH4 og aktiv ·OH in-situ genereret fra Fe 2+ -faciliteret nedbrydning af H2 O2 .
Sammenlignet med den traditionelle elektrokatalytiske CH4 konverteringsproces med højt overpotential (>0,9 V) og lav Faradaic effektivitet (<60 %), opnåede højtryks elektro-Fenton processen en HCOOH Faradaic effektivitet på 81,4 % med et ultralavt katodisk overpotential på 0,38 V. HCOOH produktiviteten var 11,5 mmol h -1 gFe -1 , hvilket var 220 gange det omgivende tryk.
"Dette arbejde giver en ny måde for energieffektiv og bæredygtig omdannelse af CH4 ved direkte at bruge O2 under milde forhold," sagde prof. Deng.
Flere oplysninger: Yao Song et al., High-Pressure Electro-Fenton Driving CH4 Konvertering med O2 ved stuetemperatur, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.3c10825
Journaloplysninger: Tidsskrift for American Chemical Society
Leveret af Chinese Academy of Sciences
Varme artikler
-
Petrovite:Forskere opdager et nyt mineral i KamchatkaPetrovit. Kredit:SPbU I mere end 40 år, forskere har studeret mineralogien af scoria-kegler og lavastrømme af fumaroler i Kamchatka. Funktionerne blev dannet efter to store udbrud af Tolbachik-v -
Ikke-giftigt undervandsklæbemiddel kan bringe ny kirurgisk limPurdue University lektor Julie Liu, til venstre, og doktorand Sydney Hollingshead, forberede sig på at teste et nyt proteinbaseret klæbemiddel under vandet. Kredit:Purdue University image/Erin Easterl -
Discovery kan være en game-changer for lægemidlerEt hold ledet af Florida International University kemiprofessor Raphael Raptis udviklede et jernbaseret materiale, der kan skelne chirale molekyler, der forekommer naturligt i højre- og venstrehåndede -
Kemikere finder en modsat effekt:Hvordan fortynding med vand gør en opløsning fastGrafisk fremstilling af faseovergange. Kredit:Koen Pieterse I Videnskab , TU/e-forskere har offentliggjort deres undersøgelse om nye faseovergange af opløsninger og geler i vand, som ser ud til at
- Vand:Derfor løber hanerne tørre
- EU advarer mod fjendtlige lande er 5G-risiko, undgår at nævne navne
- Påvirker personlighedstræk og sociale normer lønforskellen mellem kønnene?
- Billede:Mont Mercou på Mars
- Reduceret strømforbrug i halvlederenheder
- Klimaændringer er en trussel mod Afrikas transportsystemer:Hvad skal der gøres