跳动城乡网温室气体的使用是全球脱碳趋势最流行的方向之一——减少生产和人类活动的碳足迹。在将二氧化碳转化为甲烷的过程中，目前使用的主要催化剂是金、铂和钯，这些催化剂昂贵且复杂。
Skoltech、Boreskov催化研究所(俄罗斯科学院西伯利亚分院)和托木斯克理工大学的研究小组进行了实验，证明基于WB 5-x -WB 2硼化钨和TiO 2二氧化钛的新型光催化剂可以与贵金属竞争。它显着提高了化学反应的效率，并且比当今使用的催化剂便宜得多。
研究结果发表在《应用表面科学》杂志的一项新研究中。
WB 5-x(五硼化钨)以前被合成为石油和天然气行业钻井设备中使用的金刚石刀具的更便宜的替代品。
Skoltech 能源转型中心的 Alexander Kvashnin 教授和材料发现实验室负责人 Artem R. Oganov 及其同事利用机器算法预测 WB5 的稳定性，然后通过在 1-2 的温度下烧结钨和硼来获得样品。在高达 1,500 摄氏度的温度和高达 7 吉帕的压力下，比率为 -7。
随后与托木斯克理工大学合作改进了超硬五硼化钨的合成方法，使其生产更加高效和经济。
“我们已经确定了五硼化钨的特性，使我们能够假设五硼化钨不仅有望用于石油生产，而且还可以成为良好的催化剂。过去，我们只知道该材料的晶体结构、稳定性信息和机械性能。
“我们投入了大量的精力，通过计算机建模来预测五硼化钨的吸附和催化特性，并计算反应势垒。然后我们向我们的同事求助，他们通过实验证实了结果，”研究合作者 Aleksandra Radina 说。作家和博士学位。 Skoltech 材料科学项目的学生。
托木斯克理工大学的研究人员使用先前开发的技术合成了高级硼化钨粉末，而博列斯科夫催化研究所的同事则使用合成材料作为两个反应的助催化剂——将二氧化碳转化为甲烷，并从二氧化碳的水溶液中产生氢气。乙醇。
结果表明，WB 5-x -WB 2硼化钨使第一个反应的效率提高了四倍，第二个反应的效率提高了23倍。高分辨率透射电子显微镜、X射线等结构分析方法射线衍射、X射线光电子能谱等均证实新型WB 5-x -WB 2 /TiO 2催化剂可提高反应效率。使用这些分析技术的研究是在俄罗斯科学院西伯利亚分院博列斯科夫催化研究所进行的。
“模拟数据表明，高硼化钨应该作为乙醇生产氢气的活性催化剂材料，实验结果证实了我们的预测。由于我们的材料之前未被认为是催化剂，因此出现了筛选化学过程的问题与传统材料相比，它可能被证明是一种更有效的催化剂，”该研究的负责人、斯科尔理工学院能源转型中心的克瓦什宁教授说。
正如作者指出的，新型光催化剂不仅在上述反应中有效。最重要的是，该研究为过渡金属硼化物和碳化物(包括高熵材料)的应用开辟了新的方向。
目前，来自三个组织的团队正在积极探索新材料在光催化、石油化学等各种催化过程中的应用。
