Den fotovoltaiska elektrokatalysen för uppgradering av biomassa och generering av väte. Kredit:NIMTE
Prof. Zhang Jians team vid Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har utvecklat en mycket effektiv koboltoxid (Co3 O4 ) elektrokatalysator för furanuppgradering i kombination med vätegenerering. Studien publicerades i Applied Catalysis B:Environmental .
Biomassa är en av de mest förekommande förnybara resurserna på jorden. Genom katalytisk omvandling kan biomassa uppgraderas till en rad bränslen och kemikalier som kan ersätta traditionella fossila resurser, och därmed spela en avgörande roll för att uppnå målet om "koldioxidtopp och kolneutralitet."
Som den ultimata källan till mest energi på jorden kan solenergi förkorta energianvändningsvägen och förbättra reaktionsprocessens hållbarhet dramatiskt när den introduceras i katalytiska reaktioner.
På grund av sulfurering och in-situ elektrokemisk oxidation utvecklade forskare vid NIMTE en hortensialiknande Co3 O4 på koboltskum som en effektiv elektrokatalysator.
En kommersiell solcell användes för att ge en ungefär stabil spänning på 1,60±0,02 V genom att justera ljusstyrkan. Under naturligt solljus, utvecklade Co3 O4 katalysator kan helt omvandla biomassa 5-hydroximetylfurfural (HMF) till 2,5-furandikarboxylsyra (FDCA) med ett utbyte på 93,2%, faradaisk effektivitet (FE) på 92,9% och väteutbyte på 99,8%.
Jämfört med den traditionella termiskt drivna metoden för att omvandla HMF till FDCA, som vanligtvis kräver hög temperatur, högt tryck, hårda reaktionsförhållanden och till och med dyra ädelmetallkatalysatorer, visar den fotovoltaiska elektrokatalytiska tekniken som föreslagits i denna studie baserad på jordrik biomassa många fördelar , såsom milda reaktionsförhållanden, låg produktionskostnad, hög energieffektivitet och överlägsen driftsäkerhet.
Dessutom har forskarna ansökt om åtta uppfinningspatent på relaterade teknologier och ett patent har utfärdats. Denna studie ger en hållbar utvecklingsväg för biobaserad högvärdig kemisk produktion och väteproduktion. + Utforska vidare
