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雷射技術可能為更高效的清潔燃料打開大門

利物浦大學的研究可以幫助科學家開發新清潔能源技術的全部潛力。尋找可持續的方法來取代化石燃料是全球研究人員的一項重點工作。二氧化碳(CO2)是一種非常豐富的廢物,可以轉化為能源豐富的副產品,比如一氧化碳。然而,要使這一過程在全球工業規模上發揮作用,需要使它的效率大大提高。

電催化劑被認為是實現這一目標的一種潛在方法,但其運行機制通常不為人知,這使得研究人員很難以合理的方式設計出新的催化劑。新研究發表在《自然催化化學、大學研究人員的部門合作與北京計算科學研究中心和STFC盧瑟福阿普爾頓實驗室演示了一個基於雷射光譜技術,可用於研究二氧化碳的電化學還原現場,提供急需的洞察這些複雜的化學通路。

研究人員使用一種稱為振動求和頻率產生(VSFG)光譜技術與電化學實驗相結合,來探索一種名為Mn(bpy)(CO)3Br的特殊催化劑的化學性質,這種催化劑是最有前途和研究最深入的二氧化碳還原電催化劑之一。使用VSFG,研究人員能夠觀察到關鍵的中間產物,這些中間產物只存在於電極表面很短的時間內,這在以前的實驗研究中是沒有實現的。

在利物浦,科文集團(Cowan Group)進行了這項工作。科文集團是一組研究人員,他們研究並開發了可持續生產燃料的新催化系統。來自利物浦大學研究小組的蓋亞·奈裡博士說:“在原位研究電催化劑時,一個巨大的挑戰是必須區分電極表面的短壽中間分子的單層和溶液中不活躍分子周圍的‘噪音’。“我們已經證明了VSFG能夠在催化周期中跟蹤即使是壽命很短的物種的行為。”這是令人興奮的,因為它為研究人員提供了更好地了解電催化劑如何運作的新機會,這是將電化學二氧化碳對話過程商業化到清潔燃料技術的重要下一步。

在這項研究的基礎上,研究小組目前正致力於進一步提高該技術的靈敏度,並正在開發一種新的檢測系統,使其能夠達到更好的信噪比。

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