Bimetallene permite la conversión de biomasa de eficiencia energética de catalizador

La producción sostenible de combustible y productos químicos mejorados de la biomasa es la piedra angular del futuro bioeconómico. 5-hidroximetilfurfural (HMF), una molécula de plataforma obtenida de biomasa lignoselululosa, promete reemplazar enormemente los bloques de construcción ricos en petróleo. Su hidrogenación selectiva es de 2,5-dihidroximetilfurano (DHMF), productos farmacéuticos, análogos de nucleósidos y un precursor importante para polímeros especiales, especial interés. Sin embargo, la hidrogenación tradicional de HMF termocatlítica a menudo requiere condiciones duras (altas temperaturas y presión), lo que provoca un consumo de energía adecuado y desafíos de intensidad del proceso.

Un éxito reciente, Publicado En Revista chinaPresenta una opción convincente: hidrogenación electroquímica (ECH) en la posición del medio ambiente. Prof. de Shanxi Normal University, China. Un equipo de investigación dirigido por U Chen ha desarrollado un PD de alta aleación₃Poti₁ Bimetaleneno (PD)₃Poti₁BML) que permite el ECH de ahorro de energía de HMF con DHMF.

Esta novela PD₃Poti₁ BML muestra una estructura de metalina bi-dimensional única sintetizada a través de una reacción de desplazamiento galvánico consistente. Esta morfología combinada con PT separada atómica dentro de la fragua PD proporciona diferentes beneficios catalíticos. El catalizador muestra más del 93% de una eficiencia avanzada notable y una selectividad de DHMF más del 66% en condiciones leves.

Rendimiento excepcional de la PD₃Poti₁ BML se basa en una brecha colectiva de efectos geométricos y electrónicos. La espectroscopía Raman in-seitu proporciona evidencia convincente de la absorción de HMF débil en los sitios de PD. El cálculo de la teoría funcional de densidad (DFT) confirma esta observación, destacando el importante papel de la PT en la promoción del derrame de hidrógeno y facilitar el proceso de hidrogenación. El PT disperso atómicamente no solo reduce la toxicidad catalítica al reducir la resistencia de unión de HMF en la EP, sino que también actúa como una fuente de abundantes especies de hidrógeno activo, lo que aumenta la conversión general.

Una innovación importante de este trabajo es el acoplamiento estratégico de HMF ECH (en cátodo) con reacción de oxidación de ácido fórmico (FAOAR) en el ánodo. Este enfoque de electrólisis acoplado cruza la respuesta al crecimiento de oxígeno cinéticamente opaco (OER), lo que generalmente limita la eficiencia de los sistemas químicos eléctricos. PD ensamblado₃Poti₁ BML || Pd₃Poti₁ El sistema electrológico BML alcanza una densidad de corriente de 10 mA cm^-2 Solo en un voltaje de células bajas significativas de 0,72 V para HMF ECH.

Esto presenta una disminución en un voltaje suficiente de aproximadamente 1 V en comparación con el sistema HMF ECH correspondiente, traduciendo para una reducción significativa en el consumo de energía. El atuendo sinérgico y los efectos electrónicos de la estructura PD-PT son centrales para lograr excelentes selecciones hacia la alta actividad de catalizador y la producción de DHMF.

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