Після 150 років, ми нарешті мали прорив до Turning CO2 Into Fuel

$config[ads_kvadrat] not found

Carbon-free hydrogen via electrolysis

Carbon-free hydrogen via electrolysis
Anonim

За півтора століття або більше дослідники намагалися з'ясувати, як зробити щось корисне з усім вуглекислим газом, що плаває в атмосфері. Ми маємо навантаження, ми викидаємо його щоразу, коли ми видихаємо, але все це робиться в атмосфері, роблячи нашу планету теплішою і викликаючи ряд потенційно дуже неприємних побічних ефектів у процесі.

Вчені б дійсно люблять знаходити спосіб перетворити все це на паливо, яке, напевно, вбиватиме двох птахів одним каменем, даючи нам заміну для викидів парникових газів. Але це було простіше сказати, ніж зробити: не тільки вчені намагалися з'ясувати, як зберігати все, що скорочується від вуглекислого газу, вони все ще намагаються зрозуміти, як зниження вуглекислого газу може бути каталізовано, в першу чергу.

Іншими словами, вчені з середини 19-го століття в основному возилися з СО2, змішуючи його з різними матеріалами, підігріваючи його і т.д., лише зрідка досягаючи реакції ("150 років" - посилання на експеримент 1869 року в які дослідники використовували електрокаталізатор для перетворення СО2 в мурашину кислоту, консервант). Але поки дослідники давно зрозуміли цей потенціал, вони насправді не зрозуміли, що зробило ці реакції. Це зробило проведення експериментів контрольованим чином неможливо, до цих пір, завдяки новому експерименту, проведеному дослідниками в Колумбійському університетському технічному училищі. Результати їхньої роботи були опубліковані сьогодні в Росії Праці Національної академії наук.

"Ми почали робити це, як це роблять інші люди, шляхом проб і помилок, і граючи з різними матеріалами, щоб побачити, як ефективність конверсії СО2 залежить від властивостей матеріалу", - сказала авторка Ірина Чернишова, науковий співробітник школи Колумбійського університету Інженерно-прикладної науки, розповідає Обернено. - Але це може зайняти тривалість життя.

Їх прорив, пояснює Чернишова, пов'язаний з процесом електрохімічного відновлення або перетворенням СО2 в більш просту молекулу шляхом додавання електричної енергії. Використовуючи поверхнево-розширену рамановскую спектроскопію, команда вперше змогла спостерігати, що діоксид вуглецю може бути скорочений за допомогою одного проміжного карбоксилата, який приєднується до поверхні молекул вуглецю і кисню - замість двох.

«Протягом 150 років люди знали, що це можливо, але вони не могли протягом 150 років комерціалізувати його, тому що роблять це несистематично», - сказала Чернишова. "Ви не можете переглядати всі матеріали у всіх можливих комбінаціях".

Тепер, коли вони краще розуміють електровідведення вуглекислого газу, дослідники в усьому світі мають набагато кращі напрямки для власних досліджень, а не тільки у сфері відновлюваної енергетики, але з метою скорочення викидів CO2 у будь-яку кількість корисних молекул, наприклад, добрив. І тому, що ми знаємо більше про загальновідомий «перший крок» цього процесу, експерименти стають набагато дешевше і простіше виконувати, сподіваюся, з наслідками.

"З цим знанням і обчислювальною потужністю", говорить співавтор газети Сатіш Поннурангам, в прес-релізі, "дослідники зможуть більш точно передбачити реакцію на різних каталізаторах і визначити найбільш перспективні, які далі можуть бути синтезовані і випробуваний."

Поряд з зусиллями каталізувати СО2, використовуючи прямі сонячні промені, процес більш відомий як штучний або напів-штучний фотосинтез через натхнення від рослин, зусилля, спрямовані на перетворення СО2 в паливо або дихаючий повітря, набирають обертів. На початку цього місяця дослідники з Кембриджського університету в Сполученому Королівстві зрозуміли, як більш ефективно розділити молекули води на водень (який може бути використаний як паливо) і кисень, використовуючи фермент, що міститься в водоростях, званому гідрогеназою.

$config[ads_kvadrat] not found