Учените са разработили лазерна технология, която може да отвори пътища за чисти горива и енергийни технологии в бъдеще.
We urgently need environment friendly and sustainable ways to replace fossil fuels, oil and natural gas. Carbon dioxide (CO2) is an abundant waste product produced by all activities and sources which rely on fossil fuels. About 35 billion metric tons of Carbon dioxide is released into our на планетата atmosphere annually as a waste product from electricity generating power plants, vehicles and industrial setups across the globe. To mitigate the effects of CO2 on global climate, this wasted CO2 could rather be converted into usable енергия като въглероден оксид и други богати на енергия източници. Например, при реакция с вода CO2 произвежда богат на енергия водороден газ, когато реагира с водород, той произвежда полезни химикали като въглеводороди или алкохол. Такива продукти могат да се използват за различни цели и то в световен индустриален мащаб.
Електрокатализаторите са катализатори, които участват в електрохимични реакции - когато протича химическа реакция, но също така участва електрическа енергия. Например, правилният катализатор може да помогне за реагиране на водород и кислород, за да се получи вода по контролиран начин, в противен случай това ще бъде просто произволна смес от два газа. Или дори да произвежда електричество чрез изгаряне на водород и кислород. Електрокатализаторите модифицират или увеличават скоростта на химичните реакции, без самите те да се консумират в реакцията. В контекста на CO2, електрокатализаторите се разглеждат като уместни и обещаващи по отношение на постигането на „стъпаловидна промяна“ на ефективността при намаляване на CO2 по желание.
За съжаление, точният механизъм за това как работят тези електрокатализатори не е напълно разбран и остава значително предизвикателство да се разграничат слоевете от краткоживеещи междинни молекули с „шума“ на неактивните молекули в разтвора. Това ограничено разбиране на механизма създава трудности при всякакви възможни промени в дизайна на електрокатализаторите.
Учени от университета в Ливърпул във Великобритания демонстрираха лазер-базирана спектроскопска техника за електрохимична редукция на въглероден диоксид in situ в тяхното проучване, публикувано в Природна катализа. Те използваха вибрационно генериране на сумарна честота или VSFG спектроскопия за първи път заедно с електрохимични експерименти за изследване на катализатор (Mn(bpy)(CO)3Br), който се разглежда като обещаващ електрокатализатор за намаляване на CO2. За първи път се наблюдава поведението на важни посредници, които присъстват в каталитичния цикъл на реакцията за много кратък интервал. Технологията VSFG прави възможно проследяването на поведението и движението на дори изключително краткотрайни видове в каталитичен цикъл и следователно ни помага да разберем как функционират електрокатализаторите. И така, разбира се точното поведение на това как електрокатализаторите работят в химическа реакция.
Това проучване дава представа за някои от сложните химически пътища и може да ни позволи да създадем нови проекти за електрокатализатори. Изследователите вече проучват как да подобрят чувствителността на тази техника и разработват нова система за откриване за по-добро съотношение сигнал/шум. Този подход може да помогне за отварянето на пътища за ефективност чисто гориво и да съберете повече потенциал за чиста енергия. Подобен процес в крайна сметка трябва да бъде индустриално мащабиран за постигане на по-голяма ефективност на търговско ниво. Работата с големи количества CO2, произведен от инсталации за изгаряне на изкопаеми горива, ще изисква индустриален напредък.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
Neri G и сътр. 2018. Откриване на каталитични междинни продукти на повърхността на електрода по време на редукция на въглероден диоксид от богат на земята катализатор. Природна катализа. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
***
