Джерело фото: MaxPixel. (CC0)
Хіміки спроектували молекулу, яка використовує світло або електрику для перетворення вуглекислого газу в окис вуглецю-вуглецево-нейтральне джерело палива-більш ефективно, ніж будь-який інший метод «скорочення вуглецю».
"Якщо ви зможете створити достатньо ефективну молекулу для цієї реакції, вона буде виробляти енергію, вільну та запасну у вигляді палива",-каже керівник дослідження Лян-ши Лі, доцент кафедри хімії в Університеті Індіани Блумінгтон. "Це дослідження - великий крок у цьому напрямку".
При спалюванні палива, такого як окис вуглецю, виробляється вуглекислий газ і виділяється енергія. Для повернення вуглекислого газу назад у паливо потрібно принаймні таку ж кількість енергії. Головною метою серед вчених було зменшення надлишку необхідної енергії.
Це саме те, чого досягає молекула Li: вимагає найменшої кількості енергії, про яку повідомляється дотепер, для формування угарного газу. Молекула-комплекс нанографен-реній, з'єднаний через органічну сполуку, відому як біпіридин-запускає високоефективну реакцію, яка перетворює діоксид вуглецю в окис вуглецю.
Здатність ефективно і виключно створювати окис вуглецю є значною завдяки універсальності молекули.
«Окис вуглецю є важливою сировиною у багатьох промислових процесах, - каже Лі. «Це також спосіб накопичення енергії як нейтрального до вуглецю палива, оскільки ви не вводите в атмосферу більше вуглецю, ніж ви вже видалили. Ви просто знову вивільняєте сонячну енергію, яку ви використовували для цього ».
Секрет ефективності молекули-нанографен-нанометровий шматок графіту, поширена форма вуглецю (тобто чорний «свинець» у олівцях)-оскільки темний колір матеріалу поглинає велику кількість сонячного світла.
Лі каже, що комплекси біпіридин-метал давно вивчаються для зменшення діоксиду вуглецю до окису вуглецю під впливом сонячного світла. Але ці молекули можуть використовувати лише крихітну частинку світла на сонячному світлі, перш за все в ультрафіолетовому діапазоні, який непомітний неозброєним оком. На відміну від цього, молекула використовує переваги сили поглинання світла нанографену для створення реакції, яка використовує сонячне світло на довжині хвилі до 600 нанометрів-велика частина спектру видимого світла.
По суті, за словами Лі, молекула діє як система, що складається з двох частин: нанографеновий "колектор енергії", який поглинає енергію сонячного світла, та атомний "ренієвий" двигун, який виробляє окис вуглецю. Колектор енергії приводить потік електронів до атома ренію, який неодноразово зв'язує і перетворює нормально стабільний діоксид вуглецю в окис вуглецю.
Ідея зв’язати нанографен з металом виникла внаслідок попередніх спроб Лі створити більш ефективну сонячну батарею з матеріалом на основі вуглецю. "Ми запитали себе: чи могли б ми вирізати середнього чоловіка-сонячні батареї-і використовувати світлопоглинаючу якість тільки нанографену для керування реакцією?" він каже.
Далі Лі планує зробити молекулу більш потужною, в тому числі зробити її довше і вижити в нерідкій формі, оскільки тверді каталізатори простіше використовувати в реальному світі. Він також працює над заміною атома ренію в молекулі - рідкісного елемента - на марганець, більш поширений і менш дорогий метал.
Офіс Університету штату Індіана проректора з наукових досліджень та Національний науковий фонд підтримали дослідження, яке опубліковане в Журнал Американського хімічного товариства.
джерело: університет штату Індіана
Суміжні книги
at InnerSelf Market і Amazon
