能耦合,低能耗高利润!Angew发表天津大学/华中师范大学最新电化学&TEA科研进展!

文摘   2024-10-28 09:30   上海  



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01

论文拟解决的关键挑战:

氯离子介导的电催化环氧乙烷氧化反应(EOR)因其可持续性和反应条件温和而具有广泛的应用前景。氯氧化反应(COR)对于上述过程至关重要,然而,其通常需要由尺寸稳定的阳极(DSAs)催化,该阳极含有高含量的贵金属Ru或Ir,成本较高。开发由非贵金属或少量贵金属组成的高效COR电催化剂十分迫切。

02

技术经济性分析提供清晰的成本估算:

为什么越来越多的顶刊需要生命周期分析(Life Cycle Assessment: LCA)和技术经济性分析(Techno-economic Analysis: TEA)?

这是因为“碳中和“和”产学研“是大势所趋,是科研解决人类生存和永续发展痛点的关键方向。
但是如何向顶刊编辑和审稿人证明您的工作满足“碳中和“和”产学研“的要求?
如何让您投稿的论文明显比其它论文更有意义?更有说服力?
如何短时间内给毕业论文再增加一章节?
加点LCA和TEA,让您的论文脱颖而出!
生命周期分析和技术经济性分析分别从环境影响性和经济性角度,来评价一种产品或一定规模的组织从“摇篮到坟墓”的全过程,从区域、国家乃至全球的广度及其可持续发展的高度来观察问题,提供翔实的过程分析论证及评估优化。
一个专业的生命周期分析或是技术经济性分析分析,不但能更好的传递出您对于课题方向的理解与把握,也能第一时间让审稿人和读者理解研究课题的重要价值。在科研人把握领域发展方向的路上,或早或迟都将需要LCA或TEA分析或者类似分析法来深化理解,来实现从小白到大师兄/大师姐到老板的转变。

03

图文简介:

天津大学的张兵教授和华中师范大学的黄义教授等人在Angewandte Chemie International Edition发表论文,该团队开发了一种改性的Co3O4,其在CoOh位点上由单原子Ir取代(Ir1/Co3O4),形成原子Ir-O-Co单元,作为COR电催化剂,用于中性海水中氯化物介导的EOR生产氯乙烯(ECH)反应。Ir1/Co3O4产生ECH的法拉第效率(FE)高达94.8%,稳定性显著。

作者结合实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明,Ir1/Co3O4中独特的原子不对称Ir-O-Co构型与强电子耦合效应可以加速电子转移,提高反应动力学,保持Co3O4在COR过程中的结构稳定性。

此外,通过整合阳极氯化物介导和阴极H2O2介导的EOR,作者以乙烯为原料,作者建立了一个耦合反应体系,对ECH和乙二醇(EG)进行耦合电合成,总FE约170%,既降低了能耗,又提高了利润空间。

技术经济分析(TEA)表明,这种由可再生电力驱动的ECH和EG耦合系统具有较高的利润率,具有良好的经济可行性。

这项工作为在环境条件下调整尖晶石氧化物对COR的反应性和稳定性提供了深入的理解,并为探索用于海水中氯化物介导氧化反应的高效COR电催化剂铺平了道路。

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