Új szerkezet, erősebb hatás
A kutatók a rézatomokat egy CuN3 koordinációs szerkezetben stabilizálták a kétlépéses impregnálás-pirolízis módszerrel. Korszerű műszerekkel, például XAFS- és XPS-technológiával igazolták a katalizátor atompontosságú felépítését. Az új CuN3 katalizátor figyelemre méltó teljesítményt ért el: 19 598 mg karbamid/óra/gramm réz hozamot, 55,4%-os Faradaikus hatékonyságot, -0,9 V feszültségen.
Atomelrendezés = nagyobb hozam
Az in situ infravörös spektroszkópia és egyéb vizsgálatok alapján a CuN3 helyek reakció közben N2CuCuN2 szerkezetté alakulnak, ami jelentősen növeli a karbamid képződését. Elméleti számítások szerint ez a kettős rézszerkezet javítja a CO adszorpcióját, gyorsítja az elektronátvitelt, valamint egyszerűbbé teszi a CN-kötés kialakulását – így hatékonyabbá válik a környezetbarát karbamidgyártás.
Jövőbeli ipari lehetőségek
A kutatók szerint ez az áttörés segít megérteni a katalizátorok aktív helyeinek dinamikus evolúcióját, és utat nyit a hatékony, zöld karbamid elektrolízis felé, ami nagy jelentőséggel bírhat a fenntartható mezőgazdaság és vegyipar számára.
