Yksi tärkeimmistä ilmaston lämpenemisen tekijöistä on hiilidioksidin vapautuminen. Yksi mahdollinen parannuskeino on hiilidioksidin sähkökemiallinen muuntaminen hyödyllisemmiksi molekyyleiksi, kuten hiilimonoksidiksi, muurahaishapoksi ja hiilivedyiksi. Niillä on keskeinen rooli kemikaalien ja polttoaineiden valmistuksessa. Reaktiolla on kuitenkin edelleen merkittävä energiantarve.
CO2:n tehokkaan sähkökemiallisen vähentämisen saavuttamiseksi on viime aikoina raportoitu merkittävistä teknologisista edistysaskeleista katalyytin ominaisuuksissa, elektrodien suunnittelussa ja elektrolyyttikoostumuksessa. Useita haasteita on kuitenkin vielä ratkaistava, ennen kuin tekniikka on kaupallisesti houkutteleva, erityisesti vesipitoisiin elektrolyytteihin liittyen.
Yhteistyössä Shellin kanssa tutkijat Twenten yliopisto kehitti uuden mekanismin, joka muuttaa hiilidioksidin hiilimonoksidiksi. Tiedemiehet suunnittelivat uusia molekyylejä ja kehittivät uuden polun CO2-konversiolle.
Nämä uudet molekyylit voivat auttaa hiilidioksidin sähkökemiallinen muuntaminen.
UT Ph.D opiskelija ja pääkirjailija Sobhan Neyrizi sanoi, ”Molekyylimme toimivat apukatalyytteinä, jotka vähentävät reaktion energiantarpeita suuressa määrin. Voisimme myös ehdottaa suunnitteluperiaatteita tehokkaampien molekyylien kehittämiseen.
[upotettu sisältö][upotettu sisältö]
”Sähkökemiassa elektroneja käytetään halvana energialähteenä. Mutta siirtää elektroneja hiilidioksidi – konvertoinnissa tarvittava avainaskel – vaatii liikaa energiaa. Tarvittavaa energiaa voidaan vähentää merkittävästi siirtämällä protoneja ja elektroneja hiilidioksidimolekyyleihin samanaikaisesti. Suunnitellut apukatalyytit mahdollistavat tämän samanaikaisen siirron kultapinnalla."
"Voimme saavuttaa 100 %:n hyötysuhteen konversiolle, mikä tarkoittaa, että kaikki elektronit, jotka laitamme reaktioon, tottuu."
Lehden viite:
- Sobhan Neyrizi, Joep Kiewiet, Mark A. Hempenius ja Guido Mul*. Mitä imidatsoliumkationeille tarvitaan hiilidioksidin sähkökemiallisen vähentämisen edistämiseen. American Chemical Society. DOI: 10.1021/acsenergylett.2c01372
