Kľúčový rozdiel medzi fotokatalýzou a elektrokatalýzou je v tom, že počas fotokatalýzy dominujú spracovaniu katalytickej reakcie fotoindukované elektrické nosiče, zatiaľ čo počas elektrokatalýzy dominujú spracovaniu katalytickej reakcie nosiče indukované externými obvodmi.
Fotokatalýza je fotoaktivovaná chemická reakcia, ku ktorej dochádza, keď sú spustené mechanizmy voľných radikálov kontaktom medzi zlúčeninou a fotónmi s dostatočnou energetickou hladinou. Elektrokatalýza je na druhej strane typom heterogénnej katalýzy elektrochemických reakcií, ktoré sa vyskytujú na rozhraní elektróda-elektrolyt.
Čo je fotokatalýza?
Fotokatalýza je fotoaktivovaná chemická reakcia, ku ktorej dochádza, keď sú spustené mechanizmy voľných radikálov kontaktom medzi zlúčeninou a fotónmi s dostatočnou energetickou hladinou. Je to typ urýchľovacej reakcie fotoreakcie v prítomnosti katalyzátora. Pri katalyzovanej fotolýze je svetlo absorbované adsorbovaným substrátom. Existuje ďalší typ známy ako fotogenerovaná katalýza. Je to fotokatalytická aktivita, ktorá závisí od schopnosti katalyzátora vytvárať páry elektrón-diera. Tieto páry môžu vytvárať voľné radikály, ako sú hydroxylové radikály, ktoré sú schopné podstúpiť sekundárne reakcie. Prvou praktickou aplikáciou tohto procesu bol objav elektrolýzy vody v prítomnosti oxidu titaničitého.
Obrázok 01: Použitie fotokatalýzy
Existujú dva hlavné typy fotokatalýzy: homogénna a heterogénna fotokatalýza. Pri homogénnej fotokatalýze existujú reaktanty a fotokatalyzátory v rovnakej fáze. Najbežnejšie príklady tohto typu reakcie zahŕňajú ozón a foto-Fenton systémy. Naproti tomu pri heterogénnej fotokatalýze existujú reaktanty a fotokatalyzátory v rôznych fázach. Niektoré bežné príklady tohto typu reakcie zahŕňajú mierne alebo úplné oxidácie, dehydrogenácie, reakcie prenosu vodíka atď.
Čo je elektrokatalýza?
Elektrokatalýzu možno opísať ako heterogénnu katalýzu elektrochemických reakcií, ku ktorým dochádza na rozhraní elektróda-elektrolyt. V tomto procese hrá rolu donor-akceptor elektrónov aj katalyzátor elektróda.
Obrázok 02: Použitie platinovej katódy na meranie stability elektrokatalyzátora
Elektrokatalyzátor je typ katalytickej látky, ktorá sa môže podieľať na elektrochemických reakciách. Tieto látky sú špecifické formy katalyzátorov, ktoré sú schopné fungovať na povrchu elektródy. Typicky je elektrokatalyzátor heterogénny, napr. platinovaná elektróda. Existujú aj homogénne elektrokatalyzátory. Sú rozpustné a môžu napomáhať prenosu elektrónov medzi elektródou a reaktantmi. Môžu tiež uľahčiť prechodnú chemickú transformáciu, ktorú môžeme opísať celkovou polovičnou reakciou.
Aký je rozdiel medzi fotokatalýzou a elektrokatalýzou?
Fotokatalýza je fotoaktivovaná chemická reakcia, ku ktorej dochádza, keď sa mechanizmy voľných radikálov iniciujú kontaktom medzi zlúčeninou a fotónmi s dostatočnou energetickou hladinou. Elektrokatalýza je na druhej strane typom heterogénnej katalýzy elektrochemických reakcií vyskytujúcich sa na rozhraní elektróda-elektrolyt. Kľúčový rozdiel medzi fotokatalýzou a elektrokatalýzou je v tom, že spracovaniu katalytických reakcií pri fotokatalýze dominujú fotoindukované elektrické nosiče, zatiaľ čo spracovaniu katalytických reakcií pri elektrolýze dominujú nosiče indukované externými obvodmi. Okrem toho fotokatalýza využíva fotokatalyzátory, ako je oxid zinočnatý, sulfid zinočnatý, sulfid kademnatý a peroxid strontnatý, zatiaľ čo elektrokatalýza využíva uhlíkové nanorúrky a materiály na báze grafénu, kovovo-organické konštrukcie atď.
Nasledujúca infografika predstavuje rozdiely medzi fotokatalýzou a elektrokatalýzou v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Fotokatalýza vs elektrokatalýza
Fotokatalýza a elektrokatalýza sú dôležité analytické procesy v chémii. Kľúčový rozdiel medzi fotokatalýzou a elektrokatalýzou je v tom, že počas fotokatalýzy dominujú spracovaniu katalytickej reakcie fotoindukované elektrické nosiče, zatiaľ čo počas elektrokatalýzy dominujú spracovaniu katalytickej reakcie nosiče indukované externými obvodmi.
