Novo design de catalisador suprime seletivamente a reação competitiva do hidrogênio na síntese de amônia

Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Yousung Jung, do Departamento de Engenharia Química e Biológica da Faculdade de Engenharia da Universidade Nacional de Seul, desenvolveu um novo princípio de design de catalisador que suprime o hidrogênio. A equipe de pesquisa propôs um novo princípio de design de catalisador que suprime seletivamente a evolução do hidrogênio, controlando a estrutura das moléculas que participam da reação.

O estudo foi publicado no Journal of the American Chemical Society. Ao contrário das abordagens convencionais, a equipa de investigação concentrou-se numa nova estratégia de concepção do próprio ambiente de reacção.

Para superar esta limitação, a equipe propôs uma nova abordagem que bloqueia seletivamente apenas a reação de evolução do hidrogênio, preservando a atividade de redução do nitrogênio. A ideia foi inspirada na natureza: as proteínas muitas vezes atuam como catalisadores e reagem seletivamente apenas com substratos que se adaptam às suas formas.

A equipe aumentou com sucesso a barreira energética da reação de Volmer, o primeiro passo na evolução do hidrogênio, controlando a estrutura estérica dos doadores de prótons. A modelagem microcinética confirmou que um maior impedimento estérico permite que uma alta eficiência Faradaica seja mantida em uma ampla faixa de tensão.

Descubra o que há de mais recente em ciência, tecnologia e espaço com mais de 100.000 assinantes que confiam no Phys. org para obter insights diários. Este estudo é significativo porque propõe um princípio de projeto capaz de aumentar a eficiência Faradaica da redução eletroquímica do nitrogênio de cerca de 70% para quase 100%.

Jornal da Sociedade Química Americana (2026).

Fonte