图 1. Pt 电催化剂的设计和表征。(a)Pt 基 LCB 中 CO 2 转化过程示意图。(b)CO 2 、Li 和 Li 2 CO 3 在 Pt 表面不同取向上的吸附行为侧视图和(c)相应吸附能的比较。(d)Li 2 CO 3 在 Pt 表面不同取向上的分解能。(e)不同电极的 XRD 分析。(f)HTS 后电极的详细表面结构和 TEM 观察(比例尺 = 200 nm)。
迫切需要过渡到整个更可持续的社会,尤其是化学工业。[1,2],尽管进行了深入的研究,但我们目前对催化剂的激活,稳定性能,衰老,失活和再生的过程不可能应对这一挑战。[3-14]随后,无论我们在合成和表征方法方面的进步如何,新催化剂的经验发现仍然是常态。这是一个非常低效,耗时且总体上不满意的努力。关于最佳催化剂设计的量身定制设计的主张只有在建立了对工作催化剂的结构活动相关性的原子性理解后才能实现。这要求我们首先了解反应物的化学潜力如何影响催化剂的状态,以及这些气相和温度诱导的修饰如何反馈或在催化过程中进化。为了更多地阐明催化剂和反应性物种之间的相互作用,并遵循导致催化活性,实地和实时观察到高空间分辨率的活性催化剂的出现的过程。[15,16]
本文以实践为重点,旨在分析可再生能源 (RE) 作为南非 (SA) 可持续能源分配部门催化剂的潜力,并促进制造商、政府和所有相关利益相关者之间的合作。研究设计是系统的文献综述。它采用定性研究方法,通过问卷调查来评估能源分配部门的专业人士、能源部门的经理或领导者以及能源部门专家的知识和观点。选定的样本量在 350 到 400 名参与者之间。文献回顾指出,光伏 (PV) 能源是可持续能源发电的主要可再生能源之一。此外,整个南非的安装容量和投资持续增长。值得注意的是,分布式可再生能源系统在电力供应方面增加了价值。南非的能源贫困率很高,而 Covid-19 大流行的影响进一步加剧了所面临的挑战。总体结论是,由于全球变暖和大规模污染的增加,可再生能源用于发电已变得显而易见。本文介绍了可再生能源作为南非可持续能源分配行业催化剂的潜在机会。通过确定主题相关性、技术类型、地理范围、干预规模和数据类型,制定了纳入或排除相关科学文献的标准。
托马斯·琼斯毕业于阿尔伯塔大学,获得电气和计算机工程博士学位,并在普渡大学完成了 NSERC 博士后研究。他是 Jones Microwave Inc. 的创始人兼首席执行官,该公司为 5G/6G 电信、国防、卫星和仪器仪表市场的先进雷达和通信应用开发创新的微电子解决方案。
摘要:将二氧化碳转化为化学品和燃料是当前学术界和工业研究的一个关键领域,其中热催化加氢制甲醇是最先进的路线之一。最近,结合行星边界框架的生命周期分析证实了该过程的可持续性,强调需要更便宜的二氧化碳和可再生氢气,以及一种具有高活性、选择性和耐久性的催化系统来满足经济要求。本文回顾了我们的研究工作,旨在从原子水平上了解突破性 In 2 O 3 基催化系统中活性位点的电子和几何特性,以指导其开发。深入的机理阐明表明,有限的氢活化能力以及水驱动烧结是纯 In 2 O 3 的局限性。通过共沉淀添加少量钯成功解决了前者,形成了牢固锚定在氧化物晶格上的微小簇,从而实现了前所未有的持续甲醇生产率。使用单斜氧化锆作为载体,使 In 2 O 3 在二维纳米结构中高度分散,诱导 In 2 O 3 上形成额外的活性位点,并有助于 CO 2 活化,为进一步提高活性和解决 In 2 O 3 烧结问题提供了一种有效的方法。总的来说,我们的研究结果为合理设计一种负载型和促进型 In 2 O 3 催化剂奠定了坚实的基础,具有大规模应用的光明前景。
电池的情况同样令人印象深刻。与大多数模块化技术一样,上线的制造能力越大,电池就越便宜,从而刺激更多需求,进而刺激对制造和创新的进一步投资,产生多米诺骨牌效应,导致价格通缩和能量密度惊人地提高。在过去 30 年里,电池价格下跌了 99%,仅在过去 10 年就下跌了 82% 以上。与此同时,电池密度却增加了 5 倍。电池容量每增加一倍,电池价格就会下降 19%,能量密度就会提高 7%。20
当透射电子显微镜 (TEM) 中的光或电子束与金属纳米粒子相互作用时,可以产生适用于光催化的等离子体。等离子体能量取决于金属类型、粒子大小和金属粒子嵌入的化合物的介电性质。这项活动的主要目的是了解等离子体能量如何受到周围介电介质的影响,因为这些信息对于优化选择性 CO2 转化至关重要。博士候选人将专注于合成定义明确的模型材料,并使用 TEM 和光谱测量金属纳米粒子和无机化合物(介电介质)之间的等离子体相互作用。材料合成将包括金属纳米粒子,以及可能的钙钛矿基氧化物和金属有机骨架 (MOF)。
这项迷你审查将重点放在过去3年中乙烯基聚合物的光催化升级和解聚的发展。首先简要讨论聚苯乙烯的升级,以及有关其他不可生物降解聚合物的升级的最新报道。有关聚苯乙烯升级的全面摘要,鼓励读者参考最近的出色评论。[6,7b,c,8]相反,这项迷你综述旨在对乙烯基聚合物的光催化降解进行严格讨论,包括聚甲基丙烯酸酯,聚丙烯酸酯,聚丙烯酸酯和其他材料,例如聚乙烯基醚。尽管当前的聚合物晶体降解策略不会像聚苯乙烯那样产生高增值的小分子,但它们可以通过高效的光催化过程将其完全解散回成单体。最后但并非最不重要的一点是,在讨论我们对令人兴奋的新方向的愿景中提供了关键的未来前景。