Aunque el humilde cobre (Cu) no puede presumir del atractivo del oro o la plata, su notable versatilidad lo hace invaluable en la investigación moderna. Un esfuerzo conjunto de científicos de la Universidad de Tohoku, la Universidad de Ciencias de Tokio y la Universidad de Adelaida realizó pruebas electroquímicas de CO han desvelado un importante mecanismo para mejorar la selectividad y la estabilidad.2 proceso de reducción. Al diseñar las superficies de nanoclusters de Cu (NC) a nivel atómico, el equipo ha abierto nuevas posibilidades para tecnologías de conversión de carbono eficientes y respetuosas con el medio ambiente. Este desarrollo no solo demuestra el potencial transformador del Cu en la química sostenible, sino que también resalta el importante impacto de la cooperación global para abordar desafíos críticos como las emisiones de carbono.
Los resultados fueron publicados. pequeño El 4 de diciembre de 2024.
CO electroquímico2 Reacciones de reducción (CO2RR) ha recibido mucha atención en los últimos años por su capacidad para convertir el exceso de CO atmosférico.2 Entre los diversos nanocatalizadores estudiados en productos valiosos, los NC se destacan debido a sus distintas ventajas sobre las nanopartículas más grandes. Dentro de esta familia, los NC de Cu se han mostrado muy prometedores al ofrecer formación variable de productos, alta actividad catalítica y durabilidad. A pesar de estas ventajas, lograr un control preciso sobre la selección de productos a escala industrial sigue siendo un desafío. Como resultado, la investigación actual se centra en mejorar estas propiedades para desbloquear todo el potencial de los Cu NC para producir CO sostenible.2 Cambiar
“Para lograr este avance, nuestro equipo tuvo que modificar los NC a escala atómica”, explica Yuichi Negishi, profesor de la Universidad de Tohoku, “sin embargo, esto es muy difícil porque la geometría de los NC depende en gran medida de estas partes exactas”. necesario cambiar. Fue como mover los pilares de un edificio”.
Sintetizaron con éxito dos NC de Cu₁₄ con la misma composición estructural reemplazando ligandos tiolato (PET: 2-feniletanotiolato; CHT: ciclohexanotiolato) en sus superficies. Superar esta limitación requirió el desarrollo de una estrategia de reducción cuidadosamente controlada, que permitió la creación de dos NC estructuralmente idénticas con ligandos distintos, un paso crítico en el diseño de NC. Sin embargo, el equipo observó variaciones en la estabilidad de estas NC, debido a diferencias en las interacciones entre grupos. Estas diferencias juegan un papel importante en la configuración de la durabilidad de estos NC durante aplicaciones catalíticas.
Aunque estas NC comparten geometrías casi idénticas derivadas de dos ligandos de tiolato diferentes, exhiben selectividades de producto claramente diferentes cuando su actividad catalítica para CO2 La reducción fue probada. Estas variaciones afectan la eficiencia general y la selectividad del CO.2RR
Negishi concluyó: “Estos hallazgos son importantes para avanzar en el diseño de NC de Cu que combinan estabilidad con alta selectividad, allanando el camino para un CO electroquímico más eficiente y confiable.2 Tecnologías de reducción.”
