Novo ambiente de amostragem permite vislumbrar os processos termocatalíticos
«Este avanço constitui um marco significativo, especialmente no que diz respeito aos raios X de baixa energia...»
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Uma nova célula de medição permite, pela primeira vez, realizar análises com raios X moles e duros sob altas pressões de até 20 bar e temperaturas de até 400 °C. Isto proporciona novos conhecimentos sobre processos termocatalíticos, tais como a síntese de Fischer-Tropsch para a produção de combustíveis sintéticos. O desenvolvimento da célula de medição é considerado um feito significativo no âmbito do projeto Care-O-Sene.
A inovadora célula de medição permite, pela primeira vez, realizar medições de espectroscopia de absorção de raios X (XAS) in situ/operando sob altas pressões e temperaturas. A célula é adequada para utilização tanto na gama de energia dos raios X «suaves» como na dos raios X «macios/duros» e foi concebida para a estação final «Operando Absorption and Emission Spectroscopy» (OÆSE) no Laboratório In situ de Materiais Energéticos de Berlim (EMIL), nas instalações do síncrotron BESSY II. A configuração permite a investigação de reações catalíticas gás-sólido sob alta pressão em condições operacionais realistas de até 20 bar e até 400 °C. «Muitas reações catalíticas importantes do ponto de vista industrial ocorrem nessas condições, por exemplo, a síntese de Fischer-Tropsch, que é utilizada em todo o mundo para produzir hidrocarbonetos», afirma o Dr. Athanasios Skaltsogiannis, investigador de pós-doutoramento no projeto Care-O-Sene, que trabalha na equipa do Prof. Marcus Bär.
A Dra. Catalina Jimenez, que coordena cientificamente as atividades do Care-O-Sene no HZB, salienta: «Este desenvolvimento constitui um marco significativo, particularmente no que diz respeito aos raios X suaves, uma vez que estes são significativamente mais atenuados em sólidos e gases altamente pressurizados do que os raios X tenros/duros.» Consequentemente, os estudos de espectroscopia de absorção de raios X moles (XAS) têm-se limitado, até agora, a serem realizados a pressões atmosféricas (ou ligeiramente superiores). No entanto, as medições de XAS utilizando raios X moles oferecem informações detalhadas sobre as propriedades químicas e eletrónicas de amostras que contêm elementos como o carbono, o azoto e o oxigénio, ou metais de transição.
Na revista ACS Photon Science, a equipa — que contou também com a participação de colegas do grupo de ambiente de amostras do HZB e da cátedra de Tecnologia Química e Catálise do KIT — descreve o projeto do novo ambiente de amostras e demonstra o seu funcionamento através da medição da reação redox de uma película fina de Co/Mn. Com esta célula de medição recentemente desenvolvida, é agora possível investigar muitos processos catalíticos relevantes para a indústria em condições realistas.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Athanasios Skaltsogiannis, Frank Behrendt, Catalina E. Jimenez, Raul Garcia-Diez, Anna Efimenko, Mihaela Gorgoi, Daniel Amkreutz, William Smith, Regan G. Wilks, Anna Zimina, Jan-Dierk Grunwaldt, Dirk Wallacher, Marcus Bär: In-situ/operando soft and hard XAS cell enabling the investigation of thermal catalytic reactions at pressures of up to 20 bar; ACS Photon Science (2026)
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