Нов катализатор за намаляване на въглеродния диоксид дава сериозен тласък на зелената химия

Накратко: Новият електрокатализатор позволява селективното превръщане на въглероден диоксид във въглероден монооксид чрез електрохимична редукция при стайна температура. Този технологичен напредък улеснява използването на възобновяема енергия за превръщането на парникови газове в полезни ресурси, което дава сериозен тласък на зелената химия.

Илюстрация на молекули на въглероден диоксид. Credit: © Ted Reinhard / stock.adobe.com

Изследователи от Държавния университет в Орегон (OSU) постигнаха ключов напредък в стремежа си към зелена химия за превръщането на въглеродния двуокис (или въглероден диоксид) от парникови газове във въглеродни форми за многократна употреба чрез електрохимична редукция.

Публикувано в Nature Energy, проучването, ръководено от Zhenxing Feng от Инженерния колеж на OSU, неговите колеги от Южния университет за наука и технологии в Китай и университета Станфорд, описва нов тип електрокатализатор.

Катализаторът може селективно да стимулира реакция за намаляване на CO2, което води до желания продукт – въглероден монооксид, какъвто е бил изборът в това изследване. Катализатор е всичко, което ускорява скоростта на химическата реакция, без да бъде изразходено от самата реакция.

„Намаляването на въглеродния диоксид е от полза за чистата околна среда и устойчиво развитие“, казва Фенг, доцент по химическо инженерство. „За разлика от традиционното намаляване на CO2, което използва химически методи при високи температури с голяма нужда от допълнителна енергия, реакциите на електрохимично намаляване на CO2 могат да се провеждат при стайна температура, като се използва течен разтвор. И електричеството, необходимо за електрохимично намаляване на CO2, може да бъде получено от източници на възобновяема енергия като слънчева светлина, давайки по този този начин възможност за напълно зелени процеси.“

При редукционната реакция един от участващите атоми придобива един или повече електрони. При електрохимичното редуциране на въглероден диоксид металните нанокатализатори са показали потенциал за селективно намаляване на CO2 до определен въглероден продукт. Контролът на наноструктурата е изключително важен за разбирането на реакционния механизъм и за оптимизиране на работата на нанокатализатора при търсене на специфични продукти, като въглероден окис, мравчена киселина или метан, които са важни за други химически процеси и продукти.

„Въпреки това, поради многото възможни пътища на реакция за различните продукти, реакциите на редуциране на въглероден диоксид в исторически план имат ниска селективност и ефективност“, казва Фенг. „Електрокатализаторите трябва да насърчават реакцията с висока селективност, за да се получи един определен продукт, въглероден окис в нашия случай. Въпреки много усилия в тази област, напредъкът не беше голям.“

Фенг и неговите ръководители на научни изследвания изпробваха нова стратегия. Те направиха никелов фталоцианин като молекулно разработен електрокатализатор и установиха, че той показва превъзходна ефективност при висока плътност на тока за преобразуване на CO2 във въглероден окис в устройство за дифузия на газове със стабилна работа в продължение на 40 часа.

„За да разбере механизма на реакцията на нашия катализатор, моята група в OSU използва рентгенова абсорбционна спектроскопия, за да наблюдава промяната на катализатора по време на реакционните процеси, потвърждавайки ролята на катализатора в реакцията“, казва Фенг. „Тази съвместна работа демонстрира високоефективен катализатор за зелени процеси при реакции на електрохимично намаляване на CO2. Освен това хвърля светлина върху реакционния механизъм на нашия катализатор, който може да ръководи бъдещото развитие на устройствата за преобразуване на енергия, докато работим за икономика с отрицателни въглеродни емисии.“

Източник: sciencedaily
Превод: Радослав Тодоров

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.