Bir araştırma ekibi, yüksek performanslı elektrotlar hazırlamak için metal korozyonu kullanmış ve biyo bazlı 5-hidroksimetilfurfural (HMF) verimli ve uygun maliyetli yükseltmeyi mümkün kılmıştır. Çalışmaları şurada yayınlandı Kimya katalizi.
Korozyon, maddi başarısızlığa ve ekonomik kayıplara yol açabilecek yaygın bir fenomendir. Bununla birlikte, araştırmacılar, özellikle biyokütle yükseltmesinde faydalı uygulamalar potansiyelini araştırıyorlar.
Biyokütle, dünyadaki en bol yenilenebilir kaynaklar arasındadır. Katalitik dönüşüm yoluyla biyokütle, geleneksel fosil kaynaklarının yerini alabilen yakıtlara ve kimyasallara yükseltilebilir, böylece “tepe karbon dioksit emisyonu ve karbon nötrlüğüne” ulaşmada önemli bir rol oynar.
“Hasarı faydalara dönüştürme” fikrinden esinlenen araştırma ekibi, spontan metal korozyonunu verimli biyokütle yükseltme ile birleştirdi. Kobalt iyonu geliştirilmiş korozyon indüksiyonu kullanılarak bakır köpük (COCUMW/CF) üzerinde koza mikrodalga dizileri ürettiler.
COCUMW/CF elektrotu, HMF’nin çevre dostu plastik veya kauçuk ürünlerine, yüksek değerli türevlere ve yüksek kaliteli biyo bazlı ürünlere dönüştürülebilen 2,5-bis (hidroksimetil) furan’a (BHMF) verimli bir şekilde azaltılmasını sağlar. Basit yöntemlerle kimyasallar.
Ayrıca, hazırlanan COCUMW/CF elektrotu,% 95.7’lik dikkate değer bir HMF dönüşüm oranı ve -0.5 V ve geri dönüşümlü hidrojen elektrotu (RHE) potansiyelinde% 85.4’lük bir BHMF verimini gösterdi, bu da nötr bir elektrolitte HMF hidrojenasyonu için üstün performansı gösterdi .
Özellikle, HMF elektrokatalitik indirgeme için aktivasyon enerjisi 16.6 ± 2.5 kJ · mol idi-1termokatalizden önemli ölçüde daha düşük.
Bu çalışmada, yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamaları, COCUMW/CF elektrotunun HMF’nin hem başlangıç hem de sonraki hidrojenasyon aşamaları için serbest enerji bariyerleri sergilediğini ortaya koymuştur. Enerji bariyerlerindeki bu azalma, katalitik performansı ve BHMF üretiminin seçiciliğini arttırır.
Çalışma, korozyon fenomenleri hakkındaki geleneksel görüşlere meydan okuyor ve son derece düşük maliyetle biyokütle yükseltme için bakır bazlı elektrokatalizörleri kullanarak yüksek verimli elektrokimyasal hidrojenasyon sağlıyor. Bu ilerleme, HMF elektrohidrojenasyon uygulamalarını hızlandırmak için büyük bir umut vaat etmektedir.
Çalışma, Çin Bilimler Akademisi (CAS) Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendisliği Enstitüsü’nden (NIMTE) Prof. Zhang Jian tarafından yönetildi.
