Het belangrijkste verschil tussen fotokatalyse en elektrokatalyse is dat tijdens fotokatalyse de katalytische reactieverwerking wordt gedomineerd door foto-geïnduceerde elektrische dragers, terwijl tijdens elektrokatalyse de katalytische reactieverwerking wordt gedomineerd door externe circuit-geïnduceerde dragers.
Fotokatalyse is een foto-geactiveerde chemische reactie die optreedt wanneer mechanismen van vrije radicalen worden geïnitieerd met het contact tussen de verbinding en fotonen met voldoende energieniveaus. Elektrokatalyse, aan de andere kant, is een type heterogene katalyse van elektrochemische reacties die plaatsvindt op het elektrode-elektrolyt-interface.
Wat is fotokatalyse?
Fotokatalyse is een foto-geactiveerde chemische reactie die optreedt wanneer mechanismen van vrije radicalen worden geïnitieerd met het contact tussen de verbinding en fotonen met voldoende energieniveaus. Het is een soort versnellingsreactie van een fotoreactie in aanwezigheid van een katalysator. Bij gekatalyseerde fotolyse wordt het licht geabsorbeerd door een geadsorbeerd substraat. Er is een ander type bekend als fotogegenereerde katalyse. Het is de fotokatalytische activiteit die afhangt van het vermogen van de katalysator om enkele elektron-gatparen te creëren. Deze paren kunnen vrije radicalen genereren, zoals hydroxylradicalen die secundaire reacties kunnen ondergaan. De eerste praktische toepassing van dit proces was de ontdekking van waterelektrolyse in aanwezigheid van titaniumdioxide.
Figuur 01: Gebruik van fotokatalyse
Er zijn twee hoofdtypen fotokatalyse: homogene en heterogene fotokatalyse. Bij homogene fotokatalyse bestaan reactanten en fotokatalysatoren in dezelfde fase. De meest voorkomende voorbeelden van dit type reactie zijn ozon- en foto-Fenton-systemen. In heterogene fotokatalyse daarentegen bestaan de reactanten en de fotokatalysatoren in verschillende fasen. Enkele veelvoorkomende voorbeelden van dit type reactie zijn milde of totale oxidaties, dehydrogeneringen, waterstofoverdrachtsreacties, enz.
Wat is elektrokatalyse?
Elektrokatalyse kan worden beschreven als heterogene katalyse van elektrochemische reacties die plaatsvindt op het elektrode-elektrolyt-interface. In dit proces wordt de rol van zowel elektronendonor-acceptor als katalysator gespeeld door de elektrode.
Figuur 02: Een platinakathode gebruiken om de stabiliteit van een elektrokatalysator te meten
Een elektrokatalysator is een soort katalysatorstof die kan deelnemen aan elektrochemische reacties. Deze stoffen zijn specifieke vormen van katalysatoren die kunnen functioneren op het elektrode-oppervlak. Typisch is een elektrokatalysator heterogeen, b.v. geplatineerde elektrode. Er zijn ook homogene elektrokatalysatoren. Deze zijn oplosbaar en kunnen helpen bij de overdracht van elektronen tussen de elektrode en reactanten. Ze kunnen ook een tussentijdse chemische transformatie vergemakkelijken die we kunnen beschrijven door de algemene halfreactie.
Wat is het verschil tussen fotokatalyse en elektrokatalyse?
Fotokatalyse is een foto-geactiveerde chemische reactie die optreedt wanneer mechanismen van vrije radicalen beginnen met het contact tussen de verbinding en fotonen met voldoende energieniveaus. Elektrokatalyse, aan de andere kant, is een type heterogene katalyse van elektrochemische reacties die plaatsvinden op het elektrode-elektrolyt-interface. Het belangrijkste verschil tussen fotokatalyse en elektrokatalyse is dat katalytische reactieverwerking bij fotokatalyse wordt gedomineerd door foto-geïnduceerde elektrische dragers, terwijl katalytische reactieverwerking bij elektrolyse wordt gedomineerd door externe circuit-geïnduceerde dragers. Bovendien maakt fotokatalyse gebruik van fotokatalysatoren zoals zinkoxide, zinksulfide, cadmiumsulfide en strontiumperoxide, terwijl elektrokatalyse koolstofnanobuizen en op grafeen gebaseerde materialen, metaal-organische raamwerken, enz.
De onderstaande infographic presenteert de verschillen tussen fotokatalyse en elektrokatalyse in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Fotokatalyse versus elektrokatalyse
Fotokatalyse en elektrokatalyse zijn belangrijke analytische processen in de chemie. Het belangrijkste verschil tussen fotokatalyse en elektrokatalyse is dat tijdens fotokatalyse de katalytische reactieverwerking wordt gedomineerd door foto-geïnduceerde elektrische dragers, terwijl tijdens elektrokatalyse de katalytische reactieverwerking wordt gedomineerd door externe circuit-geïnduceerde dragers.
