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Heterogeneous Catalysis01:22

Heterogeneous Catalysis

143
Heterogeneous catalysis involves a catalyst in a different phase from the reactants. It is a process where the catalyst and the reactants are in distinct phases, typically solid and gas or liquid.Most heterogeneous catalysts are metals, metal oxides, or acids. The list includes transition metals like iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), chromium (Cr), manganese (Mn), tungsten (W), silver (Ag), and copper (Cu). These metals possess partially vacant d orbitals that...
143
Electrochemical Cells01:28

Electrochemical Cells

424
Electrochemical cells are systems that convert chemical energy into electrical energy or use electrical energy to drive chemical reactions. They consist of two electrodes in contact with an electrolyte, where redox reactions enable electron transfer. Most electrochemical cells include two half-cells connected by an external wire for electron flow and a salt bridge for ion flow. The salt bridge contains an electrolyte solution and maintains charge neutrality by allowing ions—not...
424
Catalysis01:27

Catalysis

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Catalysis influences the rate of chemical reactions by providing an alternative reaction pathway with lower activation energy. A catalyst speeds up a reaction, but it is not consumed during the process. The fundamental principle of catalysis is the ability of a catalyst to alter the reaction mechanism, often introducing a more efficient pathway than the uncatalyzed process.In a catalyzed reaction, the catalyst participates directly in the reaction mechanism. It interacts with reactants to form...
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Catalysis02:50

Catalysis

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The presence of a catalyst affects the rate of a chemical reaction. A catalyst is a substance that can increase the reaction rate without being consumed during the process. A basic comprehension of a catalysts’ role during chemical reactions can be understood from the concept of reaction mechanisms and energy diagrams.
23.1K
Thermal and Photochemical Electrocyclic Reactions: Overview01:26

Thermal and Photochemical Electrocyclic Reactions: Overview

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Electrocyclic reactions are reversible reactions. They involve an intramolecular cyclization or ring-opening of a conjugated polyene. Shown below are two examples of electrocyclic reactions. In the first reaction, the formation of the cyclic product is favored. In contrast, in the second reaction, ring-opening is favored due to the high ring strain associated with cyclobutene formation.
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  • 1Joint Center for Artificial Photosynthesis and †Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology , Pasadena, California 91125, United States.

Journal of the American Chemical Society
|November 1, 2013
PubMed
まとめ

新しいプロトコルは,エネルギー技術のための酸素を発生させる電解剤の評価を標準化しています. 非貴金属触媒は,アルカリ溶液では同様の性能を示しますが,酸化条件では安定性がなく,イリジウム酸化物とは違います.

科学分野:

  • 電気化学 電気化学について
  • マテリアルサイエンス 材料科学
  • 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー

背景:

  • 電気触媒の客観的な評価は,太陽光水分裂装置,水電解析器,リチウム空気電池などのエネルギー変換技術の開発に不可欠です.
  • 酸素を生成する触媒を評価する現在の方法は標準化されていないため,物質の活性と安定性の比較が困難です.

研究 の 目的:

  • 電子堆積された酸素生成電触媒の活性,安定性,ファラダイク効率の評価のための標準化されたプロトコルについて報告する.
  • 電気化学的に活性な表面積を決定し,統合された太陽光水分裂装置に関連する条件下で触媒活性と安定性を測定することに重点を置く.

主な方法:

  • 電気触媒の性能を評価するためのプロトコルを開発し,電気化学的に活性な表面積の決定に焦点を当てた.
  • 10mA cm−2の幾何学的な電流密度でオーバーポテンシャルをキーメトリックとして使用して,シミュレートされた太陽光水分裂条件下で測定された電解活性と安定性.
  • 酸性およびアルカリ性溶液中の様々な電解加熱剤 (Co,Niベースのシステム,およびIrO(x)) を調査した.

主要な成果:

  • アルカリ溶液では,高貴金属以外の電解剤 (CoOx,CoPi,CoFeOx,NiOx,NiCeOx,NiCoOx,NiCuOx,NiFeOx,NiLaOx) は,同様の超電位 (0.350.43 V) で10 mA cm−2を達成しました.

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  • 配電されたイリジウム酸化物 (IrO(x) を除いて,調査されたすべてのシステムは,酸性溶液中の酸化条件下では不安定であることが示されました.
  • このプロトコルは,表面積の測定を用いて,電触媒の回転周波数を決定することを可能にします.

    • 結論:

    • 開発されたプロトコルは,酸素を発生させる電解剤を比較するための標準化された方法を提供します.
    • 非貴金属触媒は,アルカリ性環境では有望な活性を示していますが,酸性環境での安定性のためにさらなる開発が必要です.
    • イリジウム酸化物は,酸性条件下では安定した代替品であり続けていますが,その活動性と費用対効果性は考慮する必要があります.