康奈爾大學的科學家們重新利用有120年歷史的科特雷爾方程來理解二氧化碳在受到電化學作用時發生的反應,目的是將氣體轉化為有用的產品。研究人員認為,這個經典方程可以幫助電化學家控制反應,創造出理想的產品,如乙烯、乙烷或乙醇,有效地將一個環境問題轉化為一種可再生資源。
這個方程以化學家弗雷德里克-加德納-科特雷爾的名字命名,他于1903年設計了這個方程,現在成為現代研究人員的一個寶貴工具。通過在受控的實驗室環境中應用電化學,科學家可以更清楚地了解二氧化碳可能發生的各種反應。
二氧化碳的電化學還原提供了一個機會,可以將這種氣體從環境責任轉化為化學產品的原料,或者作為一種媒介,以化學鍵的形式儲存可再生電力,就像大自然一樣。他們的工作發表在《ACS催化》雜志上。
"對于二氧化碳,我們越了解反應途徑,我們就越能控制反應--這是我們長期想要的,"主要作者Rileigh Casebolt DiDomenico說,他是康奈爾大學的化學工程博士生,由Tobias Hanrath教授指導。
DiDomenico說:"如果我們對反應實施更好的控制,那么我們就可以在我們想做的時候做我們想要的東西。科特雷爾方程是幫助我們實現這一目標的工具"。
該方程使研究人員能夠確定和控制實驗參數,以獲取二氧化碳并將其轉化為有用的碳產品,如乙烯、乙烷或乙醇。
高級作者Tobias Hanrath說,今天許多研究人員使用先進的計算方法來提供催化劑表面過程的詳細原子圖,但這些方法往往涉及幾個細微的假設,這使得與實驗的直接比較變得復雜。
Hanrath說:"這個古老方程的偉大之處在于,它的假設非常少。如果你把實驗數據代入,會得到更多的真實感。這是一個古老的經典。這就是我認為美麗的部分。"
DiDomenico說:"因為它比較古老,科特雷爾方程一直是一個被遺忘的技術。它是經典的電化學。把它帶回人們的腦海中是一件很酷的事。而且我認為這個方程將幫助其他電化學家研究他們自己的系統。"
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