Metalgoud en platina: nieuwe katalysatoren voor betaalbare waterstofproductie ontdekken
AmsterdamWetenschappers van de Tohoku Universiteit en de Tokyo Universiteit van Wetenschap hebben een manier ontdekt om de productie van waterstof te verbeteren. Ze hebben een methode ontwikkeld om de structuur van het oppervlak van kleine metaaldeeltjes nauwkeurig te controleren, waardoor hun katalytische activiteit toeneemt. Deze vooruitgang kan waterstof goedkoper maken en een meer praktische schone brandstof, doordat het gebruik van dure zeldzame metalen zoals platina verminderd wordt.
Dit onderzoek richt zich op het gebruik van gecombineerde goud- en platinananoclusters. Goud is minder duur dan platina, waardoor deze methode betaalbaarder is. Deze goud-platinananoclusters hebben unieke vormen en elektronische eigenschappen die hun vermogen om chemische reacties te versnellen verbeteren. Het succes komt deels door de kleinere liganden, die de reactanten gemakkelijker toegang geven tot de katalytische plaatsen. Deze verbetering kan de prestaties van elektrokatalysatoren in waterstofevolutiereacties aanzienlijk verhogen.
Belangrijke bevindingen van dit onderzoek zijn:
- Ontwikkeling van een synthesemethode voor oppervlakken van metaaldeeltjes van 1 nm.
- Creatie van nieuwe AuPt-nanoclusters met unieke structuren.
- Verhoging van katalytische activiteit voor waterstofevolutie met een factor 3,5 tot 4,9.
- Potentiële alternatieve toepassingen in diverse katalytische processen.
Het onderzoek verbetert niet alleen de productie van waterstof, maar biedt ook voordelen in andere toepassingen van katalysatoren. Door de metaaloppervlakken uiterst nauwkeurig te beheren, kunnen processen zoals het omzetten van koolstofdioxide in andere stoffen, de oxidatie van koolmonoxide en zuurstofreductiereacties worden geoptimaliseerd. Deze methode kan ingezet worden voor de ontwikkeling van katalysatoren in diverse sectoren, wat duurzame oplossingen biedt voor tal van industriële uitdagingen.
Onderzoekers hebben een methode ontdekt om ultrafijne metaaldeeltjes nauwkeurig te vormen. Dit kan helpen bij het ontwikkelen van nieuwe materialen die als katalysatoren in verschillende processen kunnen functioneren. Deze nieuwe techniek kan er uiteindelijk voor zorgen dat we minder afhankelijk worden van traditionele, minder efficiënte katalysatoren, wat kosten bespaart en reacties verbetert.
De zoektocht naar schonere energie is cruciaal, en nieuwe technologieën kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van betere duurzame brandstoffen. Waterstof speelt een steeds belangrijkere rol in de transitie naar schone energie, en verbeterde nanokatalysatoren versterken de belofte ervan. Deze vooruitgang vergroot de kans dat waterstof op grotere schaal en tegen lagere kosten fossiele brandstoffen kan vervangen.
Titel: Waterstof: de sleutel tot een duurzame energietoekomst
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1021/jacs.4c10868en de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Miyu Sera, Sakiat Hossain, Sara Yoshikawa, Kana Takemae, Ayaka Ikeda, Tomoya Tanaka, Taiga Kosaka, Yoshiki Niihori, Tokuhisa Kawawaki, Yuichi Negishi. Atomically Precise Au24Pt(thiolate)12(dithiolate)3 Nanoclusters with Excellent Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reactivity. Journal of the American Chemical Society, 2024; DOI: 10.1021/jacs.4c10868Deel dit artikel