Nøkkelforskjellen mellom fotokatalyse og elektrokatalyse er at under fotokatalyse domineres katalytisk reaksjonsprosessering av fotoinduserte elektriske bærere, mens under elektrokatalyse domineres katalytisk reaksjonsbehandling av eksterne kretsinduserte bærere.
Fotokatalyse er en fotoaktivert kjemisk reaksjon som oppstår når frie radikalmekanismer initieres med kontakten mellom forbindelsen og fotoner som har tilstrekkelig energinivå. Elektrokatalyse, på den annen side, er en type heterogen katalyse av elektrokjemiske reaksjoner som skjer ved elektrode-elektrolytt-grensesnittet.
Hva er fotokatalyse?
Fotokatalyse er en fotoaktivert kjemisk reaksjon som oppstår når frie radikalmekanismer initieres med kontakten mellom forbindelsen og fotoner som har tilstrekkelig energinivå. Det er en type akselerasjonsreaksjon av en fotoreaksjon i nærvær av en katalysator. Ved katalysert fotolyse absorberes lyset av et adsorbert underlag. Det er en annen type kjent som fotogenerert katalyse. Det er den fotokatalytiske aktiviteten som avhenger av katalysatorens evne til å lage noen elektron-hull-par. Disse parene kan generere frie radikaler som hydroksylradikaler som er i stand til å gjennomgå sekundære reaksjoner. Den første praktiske anvendelsen av denne prosessen var oppdagelsen av vannelektrolyse i nærvær av titandioksid.
Figur 01: Bruk av fotokatalyse
Det er to hovedtyper av fotokatalyse: homogen og heterogen fotokatalyse. I homogen fotokatalyse eksisterer reaktanter og fotokatalysatorer i samme fase. De vanligste eksemplene på denne typen reaksjon inkluderer ozon- og foto-Fenton-systemer. I kontrast, i heterogen fotokatalyse, eksisterer reaktantene og fotokatalysatorene i forskjellige faser. Noen vanlige eksempler på denne typen reaksjoner inkluderer milde eller totale oksidasjoner, dehydrogeneringer, hydrogenoverføringsreaksjoner osv.
Hva er elektrokatalyse?
Elektrokatalyse kan beskrives som heterogen katalyse av elektrokjemiske reaksjoner som skjer ved elektrode-elektrolyttgrensesnittet. I denne prosessen spilles rollen som både elektrondonor-akseptor og katalysator av elektroden.
Figur 02: Bruke en platinakatode for å måle stabiliteten til en elektrokatalysator
En elektrokatalysator er en type katalysatorsubstans som kan delta i elektrokjemiske reaksjoner. Disse stoffene er spesifikke former for katalysatorer som er i stand til å fungere på elektrodeoverflaten. Typisk er en elektrokatalysator heterogen, f.eks. platinisert elektrode. Det finnes også homogene elektrokatalysatorer. Disse er løselige, og de kan hjelpe til med overføringen av elektroner mellom elektroden og reaktantene. De kan også lette en mellomliggende kjemisk transformasjon som vi kan beskrive ved den totale halvreaksjonen.
Hva er forskjellen mellom fotokatalyse og elektrokatalyse?
Fotokatalyse er en fotoaktivert kjemisk reaksjon som oppstår når frie radikalmekanismer starter med kontakten mellom forbindelsen og fotoner som har tilstrekkelig energinivå. Elektrokatalyse, på den annen side, er en type heterogen katalyse av elektrokjemiske reaksjoner som oppstår ved elektrode-elektrolytt-grensesnittet. Den viktigste forskjellen mellom fotokatalyse og elektrokatalyse er at katalytisk reaksjonsbehandling i fotokatalyse domineres av fotoinduserte elektriske bærere, mens katalytisk reaksjonsbehandling i elektrolyse domineres av eksterne kretsinduserte bærere. Dessuten bruker fotokatalyse fotokatalysatorer som sinkoksid, sinksulfid, kadmiumsulfid og strontiumperoksid, mens elektrokatalyse bruker karbonnanorør og grafenbaserte materialer, metallorganiske rammeverk osv.
Infografien nedenfor presenterer forskjellene mellom fotokatalyse og elektrokatalyse i tabellform for sammenligning side ved side.
Sammendrag – Fotokatalyse vs elektrokatalyse
Fotokatalyse og elektrokatalyse er viktige analytiske prosesser i kjemi. Hovedforskjellen mellom fotokatalyse og elektrokatalyse er at under fotokatalyse domineres katalytisk reaksjonsbehandling av fotoinduserte elektriske bærere, mens under elektrokatalyse domineres katalytisk reaksjonsbehandling av eksterne kretsinduserte bærere.
