KANAZAWA, Japan, Hunyo 8, 2023 /PRNewswire/ — Gi-report sa mga tigdukiduki sa Kanazawa University kon giunsa magamit ang usa ka nipis kaayo nga layer sa tin disulfide aron mapadali ang kemikal nga pagkunhod sa carbon dioxide para sa usa ka carbon neutral nga katilingban.
Ang pag-recycle sa carbon dioxide (CO2) nga gipagawas gikan sa mga proseso sa industriya usa ka kinahanglanon sa dinalian nga pagpangita sa katawhan alang sa usa ka malungtaron, carbon-neutral nga katilingban. Tungod niini nga hinungdan, ang mga electrocatalyst nga episyente nga maka-convert sa CO2 ngadto sa ubang dili kaayo makadaot nga mga produkto sa kemikal karon kaylap nga gitun-an. Usa ka klase sa mga materyales nga nailhan nga two-dimensional (2D) metal dichalcogenides ang mga kandidato isip electrocatalysts alang sa pagkakabig sa CO, apan kini nga mga materyales kanunay usab nga nagpasiugda sa nagkompetensya nga mga reaksyon, nga nagpamenos sa ilang kahusayan. Si Yasufumi Takahashi ug mga kauban sa Nanobiology Science Institute (WPI-NanoLSI) sa Kanazawa University nakaila sa usa ka two-dimensional nga metal dichalcogenide nga epektibo nga makapakunhod sa CO2 ngadto sa formic acid, dili lamang sa natural nga gigikanan. Dugang pa, kini nga koneksyon usa ka intermediate link nga produkto sa chemical synthesis.
Gitandi ni Takahashi ug mga kauban ang catalytic activity sa two-dimensional disulfide (MoS2) ug tin disulfide (SnS2). Pareho silang two-dimensional metal dichalcogenides, ang ulahi labi nga makapainteres tungod kay ang puro nga tin nailhan nga usa ka catalyst sa paghimo og formic acid. Ang electrochemical testing niini nga mga compound nagpakita nga ang hydrogen evolution reaction (HER) gipadali gamit ang MoS2 imbes nga CO2 conversion. Ang HER nagtumong sa usa ka reaksyon nga nagpatungha og hydrogen, nga mapuslanon kung nagtinguha nga maghimo og hydrogen fuel, apan sa kaso sa CO2 reduction, kini usa ka dili gusto nga proseso sa kompetisyon. Sa laing bahin, ang SnS2 nagpakita og maayo nga CO2 reduction activity ug nagpugong sa HER. Ang mga tigdukiduki mikuha usab og electrochemical measurements sa bulk SnS2 powder ug nakit-an nga kini dili kaayo aktibo sa catalytic reduction sa CO2.
Aron masabtan kung asa nahimutang ang mga catalytically active sites sa SnS2 ug nganong mas maayo ang performance sa usa ka 2D nga materyal kaysa sa bulk compound, ang mga siyentista migamit og teknik nga gitawag og scanning cell electrochemical microscopy (SECCM). Ang SECCM gigamit isip nanopipette, nga nagporma og nanoscale meniscus-shaped electrochemical cell para sa mga probe nga sensitibo sa mga reaksyon sa ibabaw sa mga sample. Ang mga sukod nagpakita nga ang tibuok nawong sa SnS2 sheet catalytically active, dili lang ang "plataporma" o "ngilit" nga mga elemento sa istruktura. Kini usab nagpatin-aw nganong ang 2D SnS2 adunay mas taas nga kalihokan kon itandi sa bulk SnS2.
Ang mga kalkulasyon naghatag ug dugang nga pagsabot sa mga kemikal nga reaksyon nga nahitabo. Sa partikular, ang pagporma sa formic acid giila nga usa ka ruta sa reaksyon nga pabor sa enerhiya kung ang 2D SnS2 gigamit isip katalista.
Ang mga nadiskobrehan ni Takahashi ug mga kauban nagtimaan sa usa ka importanteng lakang padulong sa paggamit sa two-dimensional electrocatalysts sa electrochemical CO2 reduction applications. Ang mga siyentista nag-ingon: “Kini nga mga resulta makahatag og mas maayong pagsabot ug pagpalambo sa usa ka two-dimensional metal dichalcogenide electrocatalysis strategy para sa electrochemical reduction sa carbon dioxide aron makahimo og mga hydrocarbon, alcohol, fatty acid ug alkenes nga walay side effects.”
Ang two-dimensional (2D) nga mga palid (o monolayer) sa metal dichalcogenides mga materyales nga tipo MX2 diin ang M usa ka atomo sa metal, sama sa molybdenum (Mo) o tin (Sn), ug ang X usa ka atomo sa chalcogen, sama sa sulfur (C). Ang istruktura mahimong ipahayag isip usa ka lut-od sa mga X atomo sa ibabaw sa usa ka lut-od sa mga M atomo, nga nahimutang sa usa ka lut-od sa mga X atomo. Ang two-dimensional nga metal dichalcogenides nahisakop sa usa ka klase sa gitawag nga two-dimensional nga mga materyales (nga naglakip usab sa graphene), nga nagpasabut nga kini nipis. Ang mga 2D nga materyales kanunay adunay lainlaing pisikal nga mga kabtangan kaysa sa ilang bulk (3D) nga mga katugbang.
Ang two-dimensional metal dichalcogenides gisusi tungod sa ilang electrocatalytic activity sa hydrogen evolution reaction (HER), usa ka kemikal nga proseso nga nagpatunghag hydrogen. Apan karon, si Yasufumi Takahashi ug mga kauban sa University of Kanazawa nakakaplag nga ang two-dimensional metal dichalcogenide SnS2 wala magpakita og HER catalytic activity; kini usa ka importante kaayo nga kabtangan sa estratehikong konteksto sa agianan.
Yusuke Kawabe, Yoshikazu Ito, Yuta Hori, Suresh Kukunuri, Fumiya Shiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Chon, Kosuke Katagiri, Zeyu Xi, Chikai Lee, Yasuteru Shigeta ug Yasufumi Takahashi. Plate 1T/1H-SnS2 para sa electrochemical nga pagbalhin sa CO2, ACS XX, XXX–XXX (2023).
Titulo: Mga eksperimento sa pag-scan sa electrochemical microscopy sa mga selula aron tun-an ang catalytic activity sa mga SnS2 sheet aron makunhuran ang mga emisyon sa CO2.
Ang Nanobiological Institute sa Kanazawa University (NanoLSI) gitukod niadtong 2017 isip kabahin sa programa sa nanguna nga internasyonal nga sentro sa panukiduki sa kalibutan nga MEXT. Ang tumong sa programa mao ang paghimo og usa ka world-class nga sentro sa panukiduki. Gihiusa ang labing importante nga kahibalo sa biological scanning probe microscopy, ang NanoLSI nagtukod og "nanoendoscopy technology" para sa direktang pag-imaging, pag-analisar ug pagmaniobra sa mga biomolecule aron makakuha og pagsabot sa mga mekanismo nga nagkontrol sa mga panghitabo sa kinabuhi sama sa sakit.
Isip usa ka nanguna nga unibersidad sa kinatibuk-ang edukasyon sa baybayon sa Dagat sa Japan, ang Kanazawa University nakahatag ug dakong kontribusyon sa mas taas nga edukasyon ug akademikong panukiduki sa Japan sukad sa pagkatukod niini niadtong 1949. Ang unibersidad adunay tulo ka kolehiyo ug 17 ka eskwelahan nga nagtanyag ug mga disiplina sama sa medisina, kompyuter, ug humanidades.
Ang unibersidad nahimutang sa Kanazawa, usa ka siyudad nga bantogan sa kasaysayan ug kultura niini, sa baybayon sa Dagat sa Hapon. Sukad sa panahon sa pyudal (1598-1867), ang Kanazawa nakatagamtam og usa ka awtoritatibo nga intelektwal nga prestihiyo. Ang Kanazawa University gibahin sa duha ka nag-unang kampus, ang Kakuma ug Takaramachi, ug adunay mga 10,200 ka mga estudyante, 600 niini mga internasyonal nga estudyante.
Tan-awa ang orihinal nga sulod: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html