Nieuws

Koperpiramiden katalyseren etheenglycolproductie

Jessica Vermeer | vrijdag 28 mei 2021

Australische onderzoekers hebben ontdekt dat koperatomen in piramideachtige structuren CO en CO2 selectief omzetten in etheenglycol (C2H6O2). Het onderzoek werd deze maand gepubliceerd in Chemical Science.

CO2 kun je elektrochemisch omzetten in producten met één of meerdere koolstofatomen, zoals koolwaterstoffen. Alcoholen produceren is lastiger dan koolwaterstoffen en het selectief produceren van hoogwaardige C2-chemicaliën zoals etheenglycol wil vooralsnog niet lukken. theenglycol is een belangrijke industriële bouwsteen met hoge massaenergiedichtheid. De huidige technologie om de stof op grote schaal te produceren is energie- en kosten-ineffeciënt.

Ling Chen, Shi-Zhang Qiao en collega's van van de University of Adelaide lieten eerder computationeel zien dat een koperkatalysator omgevormd tot piramide de elektrokatalytische activiteit en selectiviteit naar C2-producten zou vergroten. Ze schreven dit effect toe aan verbeterde adsorptie, voorkeurssites voor C-C-koppeling en verbeterde elektronenoverdracht. Het team heeft nu met behulp van dichtheidsfunctionaaltheorie- (DFT) berekeningen aangetoond dat de omgeving die ontstaat tussen dichtgepakte koperen nanopiramides de selectieve omzetting van CO2 en CO in ethyleenglycol mogelijk maakt.

Deze route is niet gunstig op een vlak koperoppervlak of minder dicht opeengepakte nanopiramides. Dicht op elkaar geplaatste koperen nanopiramides maken de vorming van een extra O-Cu-binding mogelijk tussen geadsorbeerd COH-CO en koper op een aangrenzende piramide. Dat bevordert niet alleen de C-C-koppeling, maar beschermt ook de zuurstofatomen tegen dehydroxylering. De extra binding bevordert ook de hydrogenering tot etheenglycol door het verlagen van de vormingsbarrière voor het belangrijke tussenproduct COH-CHO en onderdrukt kinetisch de gebruikelijke dominante paden.

Chen, L. et al. (2021) Chem. Sci. 10.1039/D1SC01694F

 

KVCV

Lid worden van de KVCV? Ontdek de voordelen!

Logo KVCV

KVCV Facebook

De KVCV is ook op Facebook te vinden:

facebook

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Mens & Molecule.

Meld je nu aan!