Dans la recherche d'alternatives durables aux sources d'énergie carbonées, l'efficacité et l'évolutivité des technologies jouent un rôle crucial. Les avancées dans les catalyseurs à double atome stimulent les énergies renouvelables, et plus particulièrement les systèmes de séparation de l'eau (SSE), offrant une solution prometteuse. L'utilisation de CNA permet d'améliorer des réactions importantes comme la réduction/évolution de l'oxygène et l'évolution de l'hydrogène. Cela représente une avancée technologique significative pour les batteries grâce à des catalyseurs à double atome efficaces pour la conversion d'énergie.
Les scientifiques au Institut de Qingdao de bioénergie et de technologie des bioprocédés en Chine vise à améliorer les performances des WSS en améliorant la conception des demi-réactions clés. Ces réactions comprennent les réactions de réduction de l'oxygène, les réactions d'évolution de l'oxygène et les réactions d'évolution de l'hydrogène. Des technologies rapides, efficaces et évolutives sont nécessaires à la recherche de alternatives durables aux sources d'énergie carbonées. Les batteries solaires, sous forme de systèmes de séparation de l'eau (SSE), constituent une solution prometteuse. Les étapes de réaction complexes et lentes associées aux SSE freinent actuellement leur adoption à grande échelle. Catalyseurs à double atome améliorer la vitesse et les performances de réactions importantes. En agissant comme un pont entre les catalyseurs à atome unique et à nanoparticules métalliques/alliages, ils peuvent réaliser des avancées remarquables dans ces processus.
L'auteur correspondant de l'étude, Jiang Heqing a déclaré, « Les réactions de réduction/évolution de l'oxygène et d'évolution de l'hydrogène sont les réactions principales, impliquant des processus de couplage multi-protons-électrons, qui sont cinétiquement lents, il est donc urgent de développer des matériaux électrocatalytiques efficaces, stables et peu coûteux pour améliorer leur efficacité de conversion. »
Importance des DAC
Catalyseurs à double atome (DAC) avoir plusieurs atomes métalliques par site actif, ce qui les rend importants en catalyse énergétique. Leur activité catalytique est polyvalente, ils utilisent efficacement les atomes et interagissent mieux avec les intermédiaires réactionnels que les catalyseurs monoatomiques (SAC). De plus, l'utilisation de SAC dans les systèmes de conversion d'énergie entrave considérablement l'efficacité de la conversion en raison des barrières réactionnelles élevées.
Les atomes métalliques doubles dans les DAC former un effet synergique Cela permet une modulation efficace des effets coopératifs entre les sites actifs doubles. Ceci, à son tour, conduit à une diminution significative des barrières énergétiques nécessaires à la réaction.
Importance des méthodes de frittage
Pour accroître le potentiel des CNA et promouvoir leur utilisation à grande échelle, il est important d'approfondir leur mécanisme de synthèse par frittage à haute température. Cela favorisera sans aucun doute leur développement et facilitera leur commercialisation. Le procédé d'atomisation et de frittage vise à transformer Le cobalt est transformé en nanoparticules par atomisation. Ces nanoparticules sont ensuite utilisées pour créer des espèces à atome unique (SA) et à atome double (DA) par frittage.
L’importance stratégique de cette recherche réside dans sa capacité à découvrir diverses applications L'atomisation/frittage a permis de créer 21 autres DAC. Comprendre comment ces DAC se forment par le processus d'atomisation/frittage ouvrira de nouvelles perspectives pour explorer la valorisation énergétique durable. L'augmentation du nombre de DAC accroît le potentiel de nouvelles avancées dans ce domaine.
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Composé stable et résultats prometteurs
Le composé biatomique Co₂N₇ a été soumis à des tests rigoureux dans des batteries zinc-air, et les résultats se sont révélés très prometteurs. La remarquable stabilité des batteries Zn-air, atteignant environ 800 heures (environ 1 mois), était véritablement exceptionnelle. De plus, ces batteries présentaient une autre caractéristique remarquable : la capacité de fractionner l'eau en continu pour environ 1,000 heures (environ 1 mois et demi), à condition fonctionnement ininterrompu, même dans l'obscurité. Ces résultats témoignent d'une avancée majeure dans la technologie des batteries.
Jiang Heqing a déclaré : Les travaux sur les DAC sont en cours. Cette stratégie universelle et évolutive offre des possibilités de conception contrôlée de catalyseurs multifonctionnels à double atome efficaces pour les technologies de conversion d'énergie.
Les progrès des catalyseurs à double atome stimulent les énergies renouvelables, mais d'autres améliorations peuvent être apportées pour améliorer les capacités des catalyseurs bimétalliques. Il est également intéressant d'évaluer leurs performances dans diverses conditions, comme le froid ou l'eau de mer, afin d'identifier les défis potentiels qui pourraient entraver leur utilisation à grande échelle ou commerciale.
