尋找可持續(xù)的替代化石燃料的方法是全球研究人員的重中之重。二氧化碳(CO2)是一種非常豐富的廢物，可以轉(zhuǎn)化為富含能量的副產(chǎn)品，如一氧化碳。但是，需要使這一過程更加有效，才能在全球工業(yè)規(guī)模上發(fā)揮作用。

電催化劑作為實現(xiàn)二氧化碳減排所需的效率“逐步改變”的潛在途徑已經(jīng)顯示出前景，但它們運作的機制往往是未知的，這使得研究人員難以以合理的方式設(shè)計新的。

大學(xué)化學(xué)系研究人員與北京計算科學(xué)研究中心和STFC盧瑟福阿普爾頓實驗室合作發(fā)表的“自然催化”新研究展示了基于激光的光譜技術(shù)，該技術(shù)可用于研究原位CO2的電化學(xué)還原并為這些復(fù)雜的化學(xué)途徑提供急需的見解。

研究人員使用了一種稱為振動和頻生成(VSFG)光譜的技術(shù)，結(jié)合電化學(xué)實驗，探索了一種名為Mn(bpy)(CO)3Br的特定催化劑的化學(xué)性質(zhì)，這是最有前景和研究最多的二氧化碳還原電催化劑之一。 。

使用VSFG，研究人員能夠觀察到僅在電極表面存在很短時間的關(guān)鍵中間體 - 這在以前的實驗研究中尚未實現(xiàn)。

在利物浦，這項工作由Cowan集團進行，Cowan集團是一個研究和開發(fā)可持續(xù)生產(chǎn)燃料的新催化系統(tǒng)的研究團隊。

加入利物浦團隊的Gaia Neri博士說：“原位研究電催化劑的一個巨大挑戰(zhàn)是必須區(qū)分電極表面的單層短壽命中間分子和來自無活性分子的周圍'噪聲'。在解決方案中。

“我們已經(jīng)證明，VSFG可以跟蹤催化循環(huán)中甚至非常短壽命物種的行為。這是令人興奮的，因為它為研究人員提供了更好地了解電催化劑如何運作的新機會，這是邁向下一步的重要一步。將電化學(xué)二氧化碳對話的過程商業(yè)化為清潔燃料技術(shù)。“

繼這項研究之后，該團隊正在努力進一步提高該技術(shù)的靈敏度，并正在開發(fā)一種新的檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)更好的信噪比。

該研究由工程和物理科學(xué)研究委員會(EPSRC)資助。