به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، مهندسان دانشگاه رایس اقدام به توسعه فرایندی کردند که در آن از نقاط کوانتومی کربنی عاملدار برای به دام انداختن فلزات انتقالی در فلز استفاده میکنند. آنها با ساختن کاتالیزور نیکل تقویتشده با نقاط کوانتومی کربنی که در یک آزمایش، پیشرفت قابل توجهی در احیاء الکتروشیمیایی دیاکسید کربن نشان داد، عملکرد این کاتالیست جدید را اثبات کردند.
وانگ میگوید که فلزات نجیب گران قیمت مانند پلاتین و ایریدیم بهطور گسترده توسط محققان حوزه کاتالیستهای تک اتمی با هدف کاهش جرم مورد نیاز برای واکنشهای کاتالیزوری مورد مطالعه قرار میگیرند. اما کنترل فلزات سخت است و بهطور معمول بخش کوچکی (۵ تا ۱۰ درصد) از وزن یا کمتر از کاتالیزور کلی، را تشکیل میدهد.
در مقابل، آزمایشگاه وانگ بارگزاری فلز انتقالی را در یک کاتالیزور تک اتمی ایریدیوم تا ۴۰ درصد از وزن کاتالیست انجام دادند. در این کاتالیست بین هر ۱۰۰ اتم کربن زیرلایه، ۳ تا ۴ اتم فلز ایریدیم وجود دارد. (به این دلییز را دارند و ویژگیهای فیزیکی آنها در مقایسه با سیستمهای حجیم بسیار متفاوت است. در این مطالعه، ما میخواستیم محدودیت تعداد اتمهایی را که میتوانیم روی یک لایه کربن بارگذاری کنیم، افزایش دهیم.»
وی تصریح کرد: سنتز کاتالیزورهای تک اتمی یک فرایند «از بالا به پایین» یا «از پایین به بالا» است. در این راهبردها معمولا فلزات روی هم جمع میشوند. فرآیند جدید با سنتز نقاط کوانتومی، یک رویکرد میانی را در پیش میگیرد و حداکثر در دسترس بودن برای کاتالیز واکنشها بهدست میآید.
وانگ گفت: «چالشهای آینده شامل چگونگی افزایش بیشتر چگالی اتمهای منفرد، اطمینان از پایداری بالا برای کاربردهای واقعی و مقیاس گذاری فرآیندهای سنتز آنها است.»