KANAZAWA, Giappone, 8 di ghjugnu 2023 /PRNewswire/ — I circadori di l'Università di Kanazawa informanu cumu un stratu ultra-sottile di disulfuru di stagnu pò esse adupratu per accelerà a riduzione chimica di u diossidu di carbonu, per una sucietà neutra in carbonu.
U riciclaggio di u diossidu di carbonu (CO2) emessu da i prucessi industriali hè una necessità in a ricerca urgente di l'umanità di una sucietà sustenibile è neutra in carbonu. Per questa ragione, l'elettrocatalizatori chì ponu cunvertisce efficacemente u CO2 in altri prudutti chimichi menu dannosi sò attualmente largamente studiati. Una classa di materiali cunnisciuti cum'è dichalcogenuri metallichi bidimensionali (2D) sò candidati cum'è elettrocatalizatori per a cunversione di CO, ma questi materiali spessu prumove ancu reazioni cuncurrenti, riducendu a so efficienza. Yasufumi Takahashi è i so culleghi di l'Istitutu di Scienze di Nanobiologia di l'Università di Kanazawa (WPI-NanoLSI) anu identificatu un dichalcogenuru metallicu bidimensionale chì pò riduce efficacemente u CO2 à l'acidu formicu, micca solu d'origine naturale. Inoltre, sta cunnessione hè un ligame intermediu pruduttu di sintesi chimica.
Takahashi è i so culleghi anu paragunatu l'attività catalitica di u disulfuru bidimensionale (MoS2) è di u disulfuru di stagnu (SnS2). Tramindui sò dicalcogenuri metallichi bidimensionali, quest'ultimu essendu di particulare interessu perchè u stagnu puru hè cunnisciutu per esse un catalizatore per a pruduzzione di l'acidu formicu. I testi elettrochimichi di sti cumposti anu dimustratu chì a reazione di evoluzione di l'idrogenu (HER) hè accelerata aduprendu MoS2 invece di a cunversione di CO2. HER si riferisce à una reazione chì produce idrogenu, chì hè utile quandu si intende pruduce carburante à idrogenu, ma in u casu di a riduzione di CO2, hè un prucessu cumpetitivu indesideratu. D’altronde, SnS2 hà dimustratu una bona attività di riduzione di CO2 è hà inibitu HER. I circadori anu ancu fattu misurazioni elettrochimiche di a polvere di SnS2 in massa è anu trovu chì era menu attiva in a riduzione catalitica di CO2.
Per capisce induve si trovanu i siti cataliticamente attivi in ​​SnS2 è perchè un materiale 2D hà prestazioni megliu cà un cumpostu in massa, i scientifichi anu utilizatu una tecnica chjamata microscopia elettrochimica à scansione cellulare (SECCM). U SECCM hè utilizatu cum'è una nanopipetta, furmendu una cellula elettrochimica in forma di meniscu nanoscopicu per sonde sensibili à e reazioni superficiali nantu à i campioni. E misurazioni anu dimustratu chì tutta a superficia di u fogliu di SnS2 era cataliticamente attiva, micca solu l'elementi di "piattaforma" o di "bordu" in a struttura. Questu spiega ancu perchè u SnS2 2D hà una attività più alta paragunata à u SnS2 in massa.
I calculi furniscenu più infurmazioni nantu à e reazzioni chimiche chì si verificanu. In particulare, a furmazione di l'acidu formicu hè stata identificata cum'è una via di reazione energeticamente favurevule quandu u SnS2 2D hè adupratu cum'è catalizatore.
I risultati di Takahashi è i so culleghi marcanu un passu impurtante versu l'usu di elettrocatalizatori bidimensionali in applicazioni di riduzione elettrochimica di CO2. I scientifichi citanu: "Questi risultati furnisceranu una megliu comprensione è sviluppu di una strategia di elettrocatalisi di dichalcogenuru metallicu bidimensionale per a riduzione elettrochimica di u diossidu di carbonu per pruduce idrocarburi, alcooli, acidi grassi è alcheni senza effetti secundari. prudutti."
I fogli (o monostrati) bidimensionali (2D) di dicalcogenuri metallichi sò materiali di tipu MX2 induve M hè un atomu di metallu, cum'è u molibdenu (Mo) o u stagnu (Sn), è X hè un atomu di calcogenu, cum'è u zolfu (C). A struttura pò esse espressa cum'è un stratu di atomi X sopra un stratu di atomi M, chì à u so tornu si trova nantu à un stratu di atomi X. I dicalcogenuri metallichi bidimensionali appartenenu à una classa di materiali detti bidimensionali (chì include ancu u grafene), ciò chì significa chì si assottiglianu. I materiali 2D anu spessu proprietà fisiche diverse da e so contraparti in massa (3D).
I dicalcogenuri metallichi bidimensionali sò stati studiati per a so attività elettrocatalitica in a reazione di evoluzione di l'idrogenu (HER), un prucessu chimicu chì produce idrogenu. Ma avà, Yasufumi Takahashi è i so culleghi di l'Università di Kanazawa anu scupertu chì u dicalcogenuru metallicu bidimensionale SnS2 ùn mostra micca attività catalitica HER; questu hè una pruprietà estremamente impurtante in u cuntestu strategicu di u percorsu.
Yusuke Kawabe, Yoshikazu Ito, Yuta Hori, Suresh Kukunuri, Fumiya Shiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Chon, Kosuke Katagiri, Zeyu Xi, Chikai Lee, Yasuteru Shigeta è Yasufumi Takahashi. Piastra 1T/1H-SnS2 per u trasferimentu elettrochimicu di CO2, ACS XX, XXX-XXX (2023).
Titulu: Esperimenti di scansione nantu à a microscopia elettrochimica di e cellule per studià l'attività catalitica di i fogli di SnS2 per riduce l'emissioni di CO2.
L'Istitutu Nanobiologicu di l'Università di Kanazawa (NanoLSI) hè statu creatu in u 2017 cum'è parte di u prugramma di u centru di ricerca internaziunale di punta in u mondu MEXT. L'ubbiettivu di u prugramma hè di creà un centru di ricerca di classe mundiale. Cumbinendu e cunniscenze più impurtanti in a microscopia di sonda à scansione biologica, NanoLSI stabilisce a "tecnologia di nanoendoscopia" per l'imaghjini diretta, l'analisi è a manipulazione di biomolecule per acquistà una visione di i meccanismi chì cuntrolanu i fenomeni vitali cum'è e malatie.
Cum'è una di e principali università di furmazione generale nantu à a costa di u Mari di u Giappone, l'Università di Kanazawa hà fattu grandi cuntributi à l'educazione superiore è à a ricerca accademica in Giappone dapoi a so fundazione in u 1949. L'università hà trè culleghji è 17 scole chì offrenu discipline cum'è a medicina, l'informatica è l'umanità.
L'università hè situata in Kanazawa, una cità famosa per a so storia è a so cultura, nant'à a costa di u Mare di u Giappone. Dapoi l'epica feudale (1598-1867), Kanazawa hà gudutu di un prestigiu intellettuale autorevole. L'Università di Kanazawa hè divisa in dui campus principali, Kakuma è Takaramachi, è hà circa 10.200 studienti, 600 di i quali sò studienti internaziunali.
Vede u cuntenutu originale: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html