AI summary
Teknik plasma berbasis air membuka peluang baru untuk konversi karbon secara efisien. Alloy entropi tinggi menunjukkan performa yang lebih baik dibandingkan dengan katalis logam tunggal. Reaksi fototermal dapat mengurangi energi aktivasi dan meningkatkan laju reaksi dalam konversi CO₂. Para peneliti dari Northeast Normal University di China mengembangkan metode baru dengan menggunakan plasma dalam air untuk menghasilkan nanopartikel paduan logam berentropi tinggi. Teknik ini memungkinkan pembentukan partikel yang sangat stabil dan seragam, yang terbuat dari lima logam berbeda dengan komposisi hampir sama. Pendekatan ini mengatasi masalah lama dalam pembuatan nanopartikel dengan campuran logam yang biasanya sulit sempurna.Nanopartikel yang dihasilkan memiliki inti logam dan lapisan oksida pelindung pada permukaannya. Lapisan oksida ini terdiri dari kromium dan mangan yang memberikan perlindungan terhadap oksidasi lebih lanjut sehingga membuat partikel lebih tahan lama selama proses katalitik. TiO₂ digunakan sebagai penopang partikel katalis agar tetap stabil dan mudah digunakan.Katalis tersebut digunakan untuk mengubah karbon dioksida dan hidrogen menjadi karbon monoksida menggunakan cahaya tampak dan inframerah. Hasilnya menunjukkan peningkatan signifikan dalam laju reaksi hingga 17,55 mmol per gram per jam, yang jauh lebih tinggi dibandingkan katalis berbasis logam tunggal. Energi aktivasi reaksi juga berkurang ketika katalis terkena cahaya, membuat proses ini lebih efisien.Melalui berbagai pengujian dan teknik spektroskopi, tim peneliti mengonfirmasi bahwa karbon di produk berasal dari CO₂ asli. Eksperimen juga menunjukkan bahwa distribusi elektron pada logam dalam nanopartikel berubah di bawah cahaya, mendukung mekanisme reaksi yang lebih efektif. Gerakan oksigen pada permukaan katalis memicu siklus oksidasi yang mempertahankan aktivitas katalis selama reaksi berjalan.Kesimpulan akhirnya adalah metode plasma berbasis air ini tidak hanya efektif untuk membuat nanopartikel paduan logam kompleks, tetapi juga memberikan alternatif ekonomis dan berkelanjutan bagi teknologi pengubahan karbon. Dengan kestabilan dan efisiensi tinggi, teknologi ini punya potensi besar untuk diterapkan dalam skala industri guna membantu mengurangi dampak gas rumah kaca.
Metode sintesis plasma dalam air adalah terobosan besar yang mengatasi limitasi sintesis nanopartikel paduan logam berentropi tinggi, terutama dalam mempertahankan komposisi logam yang seragam dan kestabilan partikel. Pendekatan ini tidak hanya ramah lingkungan dan skala besar, tapi juga mengoptimalkan pemanfaatan spektrum cahaya yang lebih luas dari matahari, menjadikannya sangat potensial untuk aplikasi katalisis yang efisien dan berkelanjutan.
