Aunque el humilde cobre (Cu) no puede presumir del atractivo del oro o la plata, su extraordinaria versatilidad lo hace invaluable en la investigación de vanguardia. Un esfuerzo colaborativo de científicos de la Universidad de Tohoku, la Universidad de Ciencias de Tokio y la Universidad de Adelaida ha revelado un método innovador para aumentar la selectividad y estabilidad del CO electroquímico.2 proceso de reducción. Al diseñar la superficie de nanoclusters de Cu (NC) a nivel atómico, el equipo ha abierto nuevas posibilidades para tecnologías de conversión de carbono eficientes y respetuosas con el medio ambiente. Este progreso no solo demuestra el potencial transformador del Cu en la química sostenible, sino que también resalta el impacto crítico de la colaboración global para abordar desafíos apremiantes como las emisiones de carbono.
Se publican los resultados pequeño el 4 de diciembre de 2024.
CO electroquímico2 Reacción de reducción (CO2RR) ha ganado mucha atención en los últimos años por su potencial para una conversión adicional de CO atmosférico.2 Entre los productos valiosos. Entre los diversos nanocatalizadores estudiados, los NC se destacan debido a sus claras ventajas sobre las nanopartículas más grandes. Dentro de esta familia, los NC de Cu se han mostrado muy prometedores, ya que ofrecen una formación de producto variable, alta actividad catalítica y estabilidad. A pesar de estas ventajas, lograr un control preciso sobre la selección de productos a escala industrial sigue siendo un desafío. En consecuencia, la investigación actual se centra intensamente en refinar estas propiedades para desbloquear todo el potencial de los Cu NC para producir CO sostenible.2 conversión
“Para lograr este avance, nuestro equipo tuvo que modificar los NC a escala atómica”, explicó el profesor Yuichi Negishi de la Universidad de Tohoku, “sin embargo, esto fue un gran desafío porque la geometría de los NC dependía de las piezas que necesitábamos cambiar. Es como Tratar de mover los pilares de soporte de un edificio era como.”
Sintetizaron con éxito dos NC de Cu₁₄ con arquitectura estructural idéntica modificando ligandos tiolato (PET: 2-feniletanotiolato; CHT: ciclohexanotiolato) en su superficie. Superar esta limitación requirió el desarrollo de una estrategia de reducción cuidadosamente controlada, que permitió la creación de dos NC estructuralmente idénticas con ligandos distintos, un importante paso adelante en el diseño de NC. Sin embargo, el equipo observó variaciones en la estabilidad de estas NC atribuidas a diferencias en las interacciones entre grupos. Estas disparidades juegan un papel importante en la configuración de la estabilidad de estas NC durante las aplicaciones catalíticas.
Aunque estas NC comparten geometrías casi idénticas derivadas de dos ligandos de tiolato diferentes, exhiben selectividades de producto significativamente diferentes durante su actividad catalítica para CO.2 Se probó la reducción. Estas variaciones afectan la eficiencia general y la selectividad de las CO.2RR
Negishi concluye: “Estos hallazgos son importantes para avanzar en el diseño de NC de Cu que combinen estabilidad con alta selectividad, allanando el camino para un CO electroquímico más eficiente y confiable.2 Tecnología de reducción.”