Oamenii de știință au dezvoltat o tehnologie laser care ar putea deschide căi pentru combustibil curat și tehnologii energetice în viitor.
Avem nevoie urgent de modalități ecologice și durabile de a înlocui combustibilii fosili, petrolul și gazele naturale. Dioxidul de carbon (CO2) este un produs de deșeuri abundent produs de toate activitățile și sursele care se bazează pe combustibili fosili. Aproximativ 35 de miliarde de tone metrice de dioxid de carbon sunt eliberate în noi a planetei atmosferă anual ca deșeu de la centralele electrice, vehiculele și instalațiile industriale de pe tot globul. Pentru a atenua efectele CO2 asupra climei globale, acest CO2 irosit ar putea fi mai degrabă transformat în utilizarea energie precum monoxidul de carbon și alte surse abundente de energie. De exemplu, reacționând cu apa, CO2 produce hidrogen gazos bogat în energie, când reacționează cu hidrogen produce substanțe chimice utile precum hidrocarburile sau alcoolul. Astfel de produse ar putea fi utilizate în diverse scopuri și la scară industrială globală.
Electrocatalizatorii sunt catalizatori care iau parte la reacții electrochimice - atunci când are loc o reacție chimică, dar este implicată și energia electrică. De exemplu, catalizatorul potrivit poate ajuta la reacția hidrogenului și oxigenului pentru a face apă într-un mod controlat, altfel va fi doar un amestec aleatoriu de două gaze. Sau chiar să producă electricitate prin arderea hidrogenului și oxigenului. Electrocatalizatorii modifică sau măresc viteza reacțiilor chimice fără ca ei înșiși să fie consumați în reacție. În contextul CO2, electrocatalizatorii sunt văzuți ca relevanți și promițători în ceea ce privește realizarea unei „modificări” a eficienței în reducerea CO2, după cum se dorește.
Din păcate, mecanismul exact al modului în care acești electrocatalizatori funcționează nu este complet înțeles și rămâne o provocare semnificativă să diferențiem straturile de molecule intermediare de scurtă durată cu „zgomotul” moleculelor inactive din soluție. Această înțelegere limitată a mecanismului pune dificultăți în orice posibilă modificare a designului electrocatalizatorilor.
Oamenii de știință de la Universitatea Liverpool din Marea Britanie au demonstrat că cu laserTehnica de spectroscopie bazată pe spectroscopie pentru reducerea electrochimică a dioxidului de carbon in-situ în studiul lor publicat în Cataliza naturii. Ei au folosit pentru prima dată spectroscopia Vibrational Sum-Frequency sau VSFG împreună cu experimente electrochimice pentru a explora un catalizator (Mn(bpy)(CO)3Br) care este văzut ca un electrocatalizator promițător de reducere a CO2. Comportamentul intermediarilor cruciali care sunt prezenți în ciclul catalitic al unei reacții pentru un interval foarte scurt a fost observat pentru prima dată. Tehnologia VSFG face posibilă urmărirea comportamentului și mișcării chiar și a speciilor cu viață extrem de scurtă într-un ciclu catalitic și, prin urmare, ne ajută să înțelegem cum funcționează electrocatalizatorii. Deci, comportamentul exact al modului în care funcționează electrocatalizatorii într-o reacție chimică este înțeles.
Acest studiu oferă perspective asupra unora dintre căile chimice complexe și ne poate permite să creăm noi modele pentru electrocatalizatori. Cercetătorii investighează deja cum să îmbunătățească sensibilitatea acestei tehnici și dezvoltă un nou sistem de detectare pentru un raport semnal/zgomot mai bun. Această abordare ar putea ajuta la deschiderea căilor pentru eficientizare combustibil curat și adună mai mult potențial pentru energie verde. Un astfel de proces trebuie în cele din urmă să fie extins la scară industrială pentru a obține mai multă eficiență la nivel comercial. Manipularea unor volume mari de CO2 produs din centralele de ardere a combustibililor fosili va necesita progres industrial.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Neri G și colab. 2018. Detectarea intermediarilor catalitici la suprafața unui electrod în timpul reducerii dioxidului de carbon de către un catalizator cu abundență de pământ. Cataliza naturii. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
***
