उत्प्रेरक सतहों को सक्रिय करने में मदद करने के लिए

English हिन्दी മലയാളം मराठी தமிழ் తెలుగు

उत्प्रेरक सतहों को सक्रिय करने में मदद करने के लिए

क्रेडिट: मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी

विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएं जो उत्प्रेरक के उपयोग में तेजी लाती हैं, ईंधन, रसायन और सामग्री बनाने और उपयोग करने के लिए कई प्रक्रियाओं के केंद्र में हैं – जिसमें रासायनिक बांडों में अक्षय ऊर्जा स्रोतों से बिजली को स्टोर करने की क्षमता, परिवहन ईंधन को डीकार्बोनाइज करने की क्षमता शामिल है। अब, एमआईटी में अनुसंधान कुछ उत्प्रेरकों को अधिक सक्रिय बनाने के तरीकों का द्वार खोल सकता है, और इस प्रकार ऐसी प्रक्रियाओं की दक्षता में वृद्धि कर सकता है।


नई निर्माण प्रक्रिया ने एक उत्प्रेरक का उत्पादन किया जिसने रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दक्षता को पांच गुना बढ़ा दिया, संभावित रूप से जैव रसायन, कार्बनिक रसायन विज्ञान, पर्यावरण रसायन विज्ञान और इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में उपयोगी नई प्रक्रियाओं को सक्षम किया। निष्कर्ष आज की पत्रिका में वर्णित हैं प्रकृति उत्प्रेरणयांग शाओ-हॉर्न के एक पेपर में, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के एमआईटी प्रोफेसर और इलेक्ट्रॉनिक्स रिसर्च लैब (आरएलई) के सदस्य; ताओ वांग, आरएलई में पोस्टडॉक; यारुई झांग, मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग में स्नातक छात्र; और अन्य पांच।

इस प्रक्रिया में सोने या प्लैटिनम उत्प्रेरक और रासायनिक फीडस्टॉक के बीच आयनिक तरल नामक एक परत जोड़ना शामिल है। इस विधि द्वारा उत्पादित उत्प्रेरक हाइड्रोजन ईंधन के विद्युत उपकरणों जैसे ईंधन कोशिकाओं या कार्बन डाइऑक्साइड के ईंधन में अधिक कुशल रूपांतरण में अधिक कुशल रूपांतरण को सक्षम कर सकते हैं।

शाओ-हॉर्न कहते हैं, “लाइट-ड्यूटी वाहनों के बाहर, हम कैसे बिजली परिवहन करते हैं, हम ईंधन कैसे बनाते हैं, और हम सामग्री और रसायन कैसे बनाते हैं, इसे डीकार्बोनाइज करने की तत्काल आवश्यकता है।” जलवायु परिवर्तन पर रिपोर्ट। उनका कहना है कि उत्प्रेरक गतिविधि बढ़ाने के लिए यह नया दृष्टिकोण उस दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम प्रदान कर सकता है।

ईंधन कोशिकाओं जैसे विद्युत रासायनिक उपकरणों में हाइड्रोजन का उपयोग उड्डयन और भारी शुल्क वाले वाहनों जैसे डीकार्बोनाइजिंग क्षेत्रों के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण है, और नई प्रक्रिया ऐसे उपयोगों को व्यावहारिक बनाने में मदद कर सकती है। वर्तमान में, ऐसी ईंधन कोशिकाओं को शक्ति प्रदान करने वाली ऑक्सीजन की कमी प्रतिक्रिया इसकी अक्षमता से सीमित है। दक्षता में सुधार के पिछले प्रयासों ने विभिन्न उत्प्रेरक सामग्री का चयन करने या उनकी सतह बनावट और बनावट को संशोधित करने पर ध्यान केंद्रित किया है।

इस शोध में, हालांकि, ठोस सतहों को ठीक करने के बजाय, टीम ने उत्प्रेरक और इलेक्ट्रोलाइट के बीच एक पतली परत जोड़ दी, सक्रिय सामग्री जो रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग लेती है। आयनिक द्रव स्तर, उन्होंने पाया, प्रोटॉन की गतिविधि को नियंत्रित करता है जो इंटरफ़ेस पर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को बढ़ाने में मदद करता है।

चूंकि चुनने के लिए ऐसे आयनिक तरल पदार्थों की एक विस्तृत विविधता है, प्रोटॉन गतिविधि को “ट्यून” करना और प्रोटॉन ट्रांसफर में शामिल प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक संकेतक प्राप्त करने के साथ प्रतिक्रिया दर का मिलान करना संभव है, जिसका उपयोग ईंधन बनाने के लिए किया जा सकता है और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके रसायन… .

शाओ-हॉर्न कहते हैं, “प्रोटॉन गतिविधि और प्रोटॉन स्थानांतरण में बाधा आयनिक द्रव परत द्वारा संचालित होती है, और इसलिए प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण से जुड़ी प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक गतिविधि के मामले में एक महान स्थिरता है।” और प्रभाव तरल की एक अदृश्य पतली परत द्वारा निर्मित होता है, केवल कुछ नैनोमीटर मोटी, ऊपर से तरल की एक बहुत मोटी परत के साथ, जिसे प्रतिक्रिया से गुजरना होता है।

पेपर के पहले लेखक वांग कहते हैं, “मुझे लगता है कि यह अवधारणा उपन्यास और महत्वपूर्ण है, क्योंकि लोग जानते हैं कि कई इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री प्रतिक्रियाओं में प्रोटॉन गतिविधि महत्वपूर्ण है, लेकिन इसका अध्ययन करना बहुत चुनौतीपूर्ण है।” ऐसा इसलिए है क्योंकि जलीय वातावरण में, पड़ोसी पानी के अणुओं के बीच इतनी अधिक बातचीत होती है कि यह अंतर करना बहुत मुश्किल होता है कि कौन सी प्रतिक्रियाएं हो रही हैं। आयनिक तरल पदार्थों का उपयोग करना, जिनके आयन प्रत्येक मध्यवर्ती सामग्री के साथ केवल एक बंधन बना सकते हैं, अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके प्रतिक्रियाओं का विस्तार से अध्ययन करना संभव हो गया।

नतीजतन, वांग कहते हैं, “हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि इंटरफेशियल इलेक्ट्रोलाइट्स, विशेष रूप से इंटर-आणविक हाइड्रोजन बॉन्डिंग, इलेक्ट्रो-कैटेलिटिक प्रक्रिया की गतिविधि को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आगे बढ़ सकते हैं।”

झांग कहते हैं, “काम भी रोमांचक है क्योंकि यह लोगों को उत्प्रेरक को ट्यून करने के तरीके के लिए डिजाइन सिद्धांत देता है।” “प्रतिक्रिया दर बढ़ाने के लिए हमें ‘स्वीट स्पेस’ में कुछ किस्मों की आवश्यकता है – बहुत सक्रिय या बहुत निष्क्रिय नहीं।”

इनमें से कुछ तकनीकों के साथ, एमआईटी से हाल ही में डॉक्टरेट स्नातक और अब इंपीरियल कॉलेज, लंदन में एक पोस्टडॉक, जो पेपर के सह-लेखक भी हैं, कहते हैं, “हमने गतिविधि में पांच गुना वृद्धि देखी है। मुझे लगता है कि सबसे रोमांचक इस शोध का एक हिस्सा यह है कि यह उत्प्रेरक के बारे में हमारे सोचने के तरीके के लिए एक नया आयाम खोलता है, “वे कहते हैं। सामग्री की सतह के बजाय तरल स्तर पर ध्यान केंद्रित करके, “यह समस्या को देखने का एक पूरी तरह से अलग तरीका है, और एक नया आयाम खोलता है, एक पूरी नई धुरी जिसके साथ हम चीजों को बदल सकते हैं और कुछ को अनुकूलित कर सकते हैं।” । ”


हाइड्रोजन उत्पादन और ईंधन कोशिकाओं के लिए बाईमेटेलिक उत्प्रेरक पर गतिविधि में सुधार के नए तरीके


और जानकारी:
ताओ वांग एट अल, इलेक्ट्रोकैटलिसिस को बढ़ाने के लिए इंटरफेशियल हाइड्रोजन बॉन्ड को ट्यून करके ऑक्सीजन की कमी को कम करना, प्रकृति उत्प्रेरण (२०२१)। डीओआई: 10.1038 / s41929-021-00668-0

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी द्वारा प्रदान किया गया

गुणों का वर्ण – पत्र: 7 सितंबर, 2021 से ईंधन और रसायनों (सितंबर 2021, 7 सितंबर) को कार्बन मुक्त करने में मदद करने के लिए उत्प्रेरक सतहों को सक्रिय करने के लिए https://phys.org/news/2021-09-catalytic-surfaces-decarbonize-foods-chemicals.html

यह दस्तावेज कॉपीराइट के अधीन है। निजी अध्ययन या शोध के उद्देश्य के लिए किसी भी उचित अभ्यास को छोड़कर, लिखित अनुमति के बिना किसी भी भाग को पुन: प्रस्तुत नहीं किया जा सकता है। केवल सूचना के उद्देश्यों के लिए प्रदान की गई सामग्री।

Source by phys.org

%d bloggers like this: