프린스턴 대학과 라이스 대학의 연구원들은 철, 구리 및 일반 물질을 결합했습니다.
산업 플랜트는 종종 암모니아를 분해합니다.고온에서 광범위한 촉매, 즉 화학 반응 속도를 높이는 물질을 촉매로 사용합니다. 이전 연구에서는 루테늄으로 공정 온도를 낮출 수 있지만 이 재료는 너무 비쌉니다.
공정을 최적화하기 위해 화학자들은플라즈모닉스의 발전. 이것은 작은 금속 나노구조와 빛의 조합을 탐구하는 비교적 새로운 분야입니다. 한 파장보다 작은 구조에 빛을 조준함으로써 엔지니어는 재료 속성을 조작합니다. 이 경우 과학자들은 철 나노입자에서 전자를 여기시키기 위해 빛을 사용했습니다.
반응 셀(왼쪽)과 광촉매암모니아에서 수소를 생산하기 위해 구리-철 플라즈몬 광촉매를 테스트하는 데 사용되는 플랫폼(오른쪽). 촉매 작용을 위한 모든 반응 에너지는 470나노미터의 파장에서 빛을 방출하는 LED에서 나옵니다. 이미지: Syzygy Plasmonics, Inc., 라이스 대학교
플라즈모닉스에만 적합구리, 금 또는 은과 같은 특정 유형의 금속. 과학자들은 철 입자에 구리 원자를 추가하여 아주 작은 나노 구조를 만들었습니다. 이 경우 구리는 LED에서 빛을 포착하는 안테나 역할을 합니다. 그리고 구리에 내장된 철 원자는 빛에 의해 여기된 전자에 의해 반응 속도를 높이는 촉매 역할을 합니다.
일련의 실험에서 과학자들은 이것이이 방법은 암모니아에서 수소를 얻는 데 적합합니다. 동시에 에너지 절약형 LED의 조명만 작동에 필요하며 추가 가열 없이 실온에서 작동합니다. 연구원들은 프로세스가 확장 가능하다고 말합니다. 과학자들은 프로세스의 효율성을 더욱 개선하고 비용을 줄이기 위해 대체 촉매를 계속 탐색할 것입니다.
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