プリンストン大学とライス大学の研究者は、鉄、銅、普通の金属を組み合わせました。
産業プラントはしばしばアンモニアを分解します高温で、触媒として幅広い触媒、つまり化学反応を加速する材料を使用します。以前の研究では、ルテニウムを使用するとプロセス温度を下げることができることが示されましたが、この材料は高価すぎます。
プロセスを最適化するために、化学者が使用したдостижения плазмоники. Это относительно новая область, которая исследует сочетание крошечных металлических наноструктур и света. Направляя свет на структуры размером менее одной длины волны, инженеры манипулируют свойствами материала. В данном случае ученые использовали свет для возбуждения электронов в железных наночастицах.
Реакционная ячейка (слева) и фотокаталитическая アンモニアから水素を生成するための銅鉄プラズモニック光触媒のテストに使用されるプラットフォーム (右)。触媒反応のすべての反応エネルギーは、470 ナノメートルの波長で光を放出する LED から得られました。画像: Syzygy Plasmonics, Inc.、ライス大学
プラズモニクスにのみ適しています銅、金、銀などの特定の種類の金属。科学者は、銅原子を鉄粒子に加えて、小さなナノ構造を作成しました。この場合、銅は LED からの光を捉えるアンテナとして機能します。また、銅に埋め込まれた鉄原子は、光によって励起された電子によって駆動される反応を加速する触媒として機能します。
一連の実験で、科学者たちはこれがこの方法は、アンモニアから水素を得るのに適しています。同時に、省エネ LED からの光のみが動作に必要であり、追加の加熱なしで室温で動作します。研究者は、このプロセスは拡張可能であると述べています。科学者は、プロセスの効率をさらに改善し、そのコストを削減するために、代替触媒の探索を続けます。
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