Fotokataliz ve elektrokataliz arasındaki temel fark, fotokataliz sırasında katalitik reaksiyon işlemine fotoindüklenen elektrik taşıyıcıların hakim olması, buna karşın elektrokataliz sırasında katalitik reaksiyon işlemine harici devrenin neden olduğu taşıyıcıların hakim olmasıdır.
Fotokataliz, bileşik ile yeterli enerji düzeyine sahip fotonlar arasındaki temasla serbest radikal mekanizmalar başlatıldığında meydana gelen, foto-aktive edilmiş bir kimyasal reaksiyondur. Elektrokataliz ise elektrot-elektrolit arayüzünde meydana gelen elektrokimyasal reaksiyonların bir tür heterojen katalizidir.
Fotokataliz nedir?
Fotokataliz, bileşik ile yeterli enerji düzeyine sahip fotonlar arasındaki temasla serbest radikal mekanizmalar başlatıldığında meydana gelen, foto-aktive edilmiş bir kimyasal reaksiyondur. Bir katalizör varlığında fotoreaksiyonun bir tür hızlanma reaksiyonudur. Katalizlenmiş fotolizde, ışık adsorbe edilmiş bir substrat tarafından emilir. Fotojenere edilmiş kataliz olarak bilinen başka bir tür daha vardır. Katalizörün bazı elektron deliği çiftleri oluşturma yeteneğine bağlı olan fotokatalitik aktivitedir. Bu çiftler, ikincil reaksiyonlara girebilen hidroksil radikalleri gibi serbest radikaller üretebilir. Bu işlemin ilk pratik uygulaması, titanyum dioksit varlığında su elektrolizinin keşfiydi.
Şekil 01: Fotokataliz Kullanımı
İki ana fotokataliz türü vardır: homojen ve heterojen fotokataliz. Homojen fotokatalizde, reaktanlar ve fotokatalizörler aynı fazda bulunur. Bu tip reaksiyonların en yaygın örnekleri ozon ve foto-Fenton sistemlerini içerir. Buna karşılık, heterojen fotokatalizde, reaktanlar ve fotokatalistler farklı fazlarda bulunur. Bu tür reaksiyonların bazı yaygın örnekleri arasında hafif veya toplam oksidasyonlar, hidrojen gidermeler, hidrojen transfer reaksiyonları vb. bulunur.
Elektrokataliz nedir?
Elektrokataliz, elektrot-elektrolit arayüzünde meydana gelen elektrokimyasal reaksiyonların heterojen katalizi olarak tanımlanabilir. Bu süreçte hem elektron verici-alıcı hem de katalizör rolleri elektrot tarafından oynanır.
Şekil 02: Bir Elektrokatalizörün Kararlılığını Ölçmek için Platin Katot Kullanma
Elektrokatalizör, elektrokimyasal reaksiyonlara katılabilen bir tür katalizör maddesidir. Bu maddeler, elektrot yüzeyinde işlev görebilen özel katalizör formlarıdır. Tipik olarak, bir elektrokatalizör heterojendir, örn. platinize elektrot. Homojen elektrokatalizörler de vardır. Bunlar çözünürdür ve elektrot ile reaktanlar arasında elektron transferine yardımcı olabilirler. Ayrıca, genel yarı reaksiyonla tanımlayabileceğimiz bir ara kimyasal dönüşümü de kolaylaştırabilirler.
Fotokataliz ve Elektrokataliz Arasındaki Fark Nedir?
Fotokataliz, serbest radikal mekanizmalar, bileşik ve yeterli enerji seviyelerine sahip fotonlar arasındaki temasla başladığında meydana gelen, foto-aktive edilmiş bir kimyasal reaksiyondur. Elektrokataliz ise elektrot-elektrolit arayüzünde meydana gelen elektrokimyasal reaksiyonların bir tür heterojen katalizidir. temel fark fotokataliz ve elektrokataliz arasında fotokatalizde katalitik reaksiyon işlemine fotoindüklenmiş elektrik taşıyıcıları hakimdir, buna karşın elektrolizde katalitik reaksiyon işlemine harici devre kaynaklı taşıyıcılar hakimdir. Ayrıca, fotokataliz çinko oksit, çinko sülfür, kadmiyum sülfür ve stronsiyum peroksit gibi fotokatalizörleri kullanırken elektrokatalizde karbon nanotüpler ve grafen bazlı malzemeler, metal-organik çerçeveler vb. kullanılır.
Aşağıdaki infografik, fotokataliz ve elektrokataliz arasındaki farkları yan yana karşılaştırma için tablo halinde sunar.
Özet – Fotokataliz ve Elektrokataliz
Fotokataliz ve elektrokataliz, kimyada önemli analitik süreçlerdir. temel fark fotokataliz ve elektrokataliz arasında fotokataliz sırasında, katalitik reaksiyon işlemine fotoindüklenmiş elektrik taşıyıcıları hakimdir, oysa elektrokataliz sırasında katalitik reaksiyon işlemine harici devre kaynaklı taşıyıcılar hakimdir.
