Ένας από τους κύριους παράγοντες που συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη είναι η απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα. Μια πιθανή θεραπεία είναι ο ηλεκτροχημικός μετασχηματισμός του διοξειδίου του άνθρακα σε πιο ευεργετικά μόρια όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, το μυρμηκικό οξύ και οι υδρογονάνθρακες. Παίζουν καθοριστικό ρόλο στην παραγωγή χημικών και καυσίμων. Ωστόσο, η αντίδραση εξακολουθεί να έχει σημαντική ενεργειακή ανάγκη.
Για να επιτευχθεί αποτελεσματική ηλεκτροχημική μείωση του CO2, έχουν αναφερθεί πρόσφατα σημαντικές τεχνολογικές εξελίξεις στις ιδιότητες του καταλύτη, στο σχεδιασμό των ηλεκτροδίων και στη σύνθεση ηλεκτρολυτών. Ωστόσο, πρέπει να αντιμετωπιστούν αρκετές προκλήσεις προτού η τεχνολογία γίνει εμπορικά ελκυστική, ιδιαίτερα σε σχέση με τους υδατικούς ηλεκτρολύτες.
Σε συνεργασία με τη Shell, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Twente ανέπτυξε έναν νέο μηχανισμό που κάνει τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε μονοξείδιο του άνθρακα. Οι επιστήμονες σχεδίασαν νέα μόρια, καινοτομώντας ένα νέο μονοπάτι για τη μετατροπή του CO2.
Αυτά τα νέα μόρια μπορούν να βοηθήσουν στην ηλεκτροχημική μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα.
UT Ph.D. μαθητής και κύριος συγγραφέας Sobhan Neyrizi είπε, «Τα μόριά μας λειτουργούν ως συν-καταλύτες που μειώνουν τις ενεργειακές απαιτήσεις της αντίδρασης σε μεγάλο βαθμό. Θα μπορούσαμε επίσης να προτείνουμε αρχές σχεδιασμού για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών μορίων».
[ενσωματωμένο περιεχόμενο][ενσωματωμένο περιεχόμενο]
«Στην ηλεκτροχημεία, τα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται ως φθηνή πηγή ενέργειας. Αλλά μεταφέροντας ηλεκτρόνια σε διοξείδιο του άνθρακα – το βασικό βήμα που απαιτείται για τη μετατροπή – απαιτεί υπερβολική ενέργεια. Η ενέργεια που απαιτείται μπορεί να μειωθεί δραστικά με τη μεταφορά πρωτονίων και ηλεκτρονίων σε μόρια διοξειδίου του άνθρακα ταυτόχρονα. Οι σχεδιασμένοι συν-καταλύτες καθιστούν δυνατή αυτή την ταυτόχρονη μεταφορά σε μια επιφάνεια χρυσού».
«Θα μπορούσαμε να φτάσουμε στο 100% της απόδοσης για τη μετατροπή, πράγμα που σημαίνει ότι όλα τα ηλεκτρόνια που βάζουμε στην αντίδραση χρησιμοποιούνται».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Sobhan Neyrizi, Joep Kiewiet, Mark A. Hempenius και Guido Mul*. Τι χρειάζονται για τα κατιόντα ιμιδαζολίου για την προώθηση της ηλεκτροχημικής μείωσης του CO2. American Chemical SocietyΕ DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01372
