A legfontosabb különbség a fotokatalízis és az elektrokatalízis között az, hogy a fotokatalízis során a katalitikus reakció feldolgozásában a fotoindukált elektromos hordozók dominálnak, míg az elektrokatalízis során a katalitikus reakciófeldolgozást a külső áramkör által indukált hordozók uralják.
A fotokatalízis egy fotoaktivált kémiai reakció, amely akkor következik be, amikor szabadgyök-mechanizmusok indulnak be a vegyület és a megfelelő energiaszintű fotonok érintkezésével. Az elektrokatalízis viszont az elektrokémiai reakciók heterogén katalízisének egy fajtája, amely az elektród-elektrolit határfelületen megy végbe.
Mi az a fotokatalízis?
A fotokatalízis egy fotoaktivált kémiai reakció, amely akkor következik be, amikor szabadgyök-mechanizmusok indulnak be a vegyület és a megfelelő energiaszintű fotonok érintkezésével. Ez a fotoreakció egyfajta gyorsítási reakciója katalizátor jelenlétében. A katalizált fotolízis során a fényt egy adszorbeált szubsztrát nyeli el. Van egy másik típus is, az úgynevezett fotogenerált katalízis. A fotokatalitikus aktivitás attól függ, hogy a katalizátor képes-e néhány elektron-lyuk pár létrehozására. Ezek a párok szabad gyököket, például hidroxilgyököket generálhatnak, amelyek másodlagos reakciókon mennek keresztül. Ennek az eljárásnak az első gyakorlati alkalmazása a víz elektrolízisének felfedezése volt titán-dioxid jelenlétében.
01. ábra: Fotokatalízis használata
A fotokatalízisnek két fő típusa van: homogén és heterogén fotokatalízis. A homogén fotokatalízis során a reagensek és a fotokatalizátorok ugyanabban a fázisban léteznek. Az ilyen típusú reakciók leggyakoribb példái az ózon és a foto-Fenton rendszerek. Ezzel szemben a heterogén fotokatalízisben a reaktánsok és a fotokatalizátorok különböző fázisokban léteznek. Néhány gyakori példa az ilyen típusú reakciókra: enyhe vagy teljes oxidáció, dehidrogénezés, hidrogéntranszfer reakciók stb.
Mi az elektrokatalízis?
Az elektrokatalízis az elektród-elektrolit határfelületen lejátszódó elektrokémiai reakciók heterogén katalíziseként írható le. Ebben a folyamatban mind az elektrondonor-akceptor, mind a katalizátor szerepét az elektróda tölti be.
02. ábra: Platina katód használata az elektrokatalizátor stabilitásának mérésére
Az elektrokatalizátor egyfajta katalizátoranyag, amely részt vehet elektrokémiai reakciókban. Ezek az anyagok a katalizátorok specifikus formái, amelyek képesek az elektródák felületén működni. Az elektrokatalizátor jellemzően heterogén, pl. platinizált elektróda. Vannak homogén elektrokatalizátorok is. Ezek oldhatók, és elősegíthetik az elektronok átvitelét az elektróda és a reagensek között. Egy köztes kémiai átalakulást is elősegíthetnek, amelyet a teljes félreakcióval írhatunk le.
Mi a különbség a fotokatalízis és az elektrokatalízis között?
A fotokatalízis egy fotoaktivált kémiai reakció, amely akkor következik be, amikor szabad gyökös mechanizmusok indulnak el a vegyület és a megfelelő energiaszintű fotonok közötti érintkezés során. Az elektrokatalízis ezzel szemben az elektród-elektrolit határfelületen lejátszódó elektrokémiai reakciók heterogén katalízisének egy fajtája. A legfontosabb különbség a fotokatalízis és az elektrokatalízis között az, hogy a fotokatalízisben a katalitikus reakciófeldolgozást a fotoindukált elektromos hordozók uralják, míg az elektrolízisben a katalitikus reakciófeldolgozást a külső áramkör által indukált hordozók uralják. Ezenkívül a fotokatalízishez fotokatalizátorokat, például cink-oxidot, cink-szulfidot, kadmium-szulfidot és stroncium-peroxidot használnak, míg az elektrokatalízishez szén nanocsöveket és grafénalapú anyagokat, fém-szerves kereteket stb. használnak.
Az alábbi infografika táblázatos formában mutatja be a fotokatalízis és az elektrokatalízis közötti különbségeket egymás melletti összehasonlítás céljából.
Összefoglaló – Fotokatalízis vs elektrokatalízis
A fotokatalízis és az elektrokatalízis fontos analitikai folyamatok a kémiában. A legfontosabb különbség a fotokatalízis és az elektrokatalízis között az, hogy a fotokatalízis során a katalitikus reakciófeldolgozást a fotoindukált elektromos hordozók uralják, míg az elektrokatalízis során a katalitikus reakciófeldolgozást a külső áramkör által indukált hordozók uralják.
