Twente دانشگاه -8 نوامبر 2022 –
چکیده گرافیکی اعتبار: ACS Energy Letters (2022). DOI:
محققان دانشگاه توئنته با همکاری شل، مکانیزم جدیدی را ایجاد کردند که باعث تبدیل دی اکسید کربن به مونوکسید کربن می شود که یک ماده اولیه ضروری در تولید مواد شیمیایی است.
در این پروژه تحت چتر کنسرسیوم بلوک های ساختمانی شیمیایی مرکز تحقیقات پیشرفته ARC CBBC، محققان یافته های خود را در مجله ACS Energy Letters منتشر کردند. طرح آنها نیز برای تصاویر جلد همان مجله انتخاب شد.
سبحان نیریزی، دانشجو و نویسنده اصلی این پژوهش، می‌گوید: «با مولکول‌های جدید طراحی‌شده در تحقیقات ما، می‌توانیم مسیر جدیدی برای تبدیل CO2 ایجاد کنیم.»
انتشار دی اکسید کربن یکی از عوامل اصلی گرمایش جهانی در نظر گرفته می شود. یکی از راه حل های ممکن، تبدیل الکتروشیمیایی دی اکسید کربن به مولکول های مفیدتر مانند مونوکسید کربن، اسید فرمیک و هیدروکربن ها است که واسطه های مهم در تولید سوخت و مواد شیمیایی هستند. با این حال، نیاز انرژی واکنش هنوز خیلی زیاد است.
مسیر جدید
مولکول‌های جدیدی که سبحان نیریزی و همکارانش ساخته‌اند می‌توانند به تبدیل الکتروشیمیایی دی اکسید کربن کمک کنند.
نیریزی می‌گوید: «مولکول‌های ما به‌عنوان کاتالیزورهای مشترک عمل می‌کنند که انرژی مورد نیاز واکنش را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. محققان استدلال می کنند که می توانند از این مولکول ها برای ابداع مسیر جدیدی برای واکنش استفاده کنند. ما همچنین می‌توانیم اصول طراحی را برای توسعه مولکول‌های کارآمدتر در آینده پیشنهاد کنیم.»
در الکتروشیمی از الکترون ها به عنوان منبع انرژی ارزان استفاده می شود. اما انتقال الکترون ها به دی اکسید کربن – که مرحله کلیدی مورد نیاز برای تبدیل است – انرژی زیادی می طلبد. انرژی مورد نیاز را می توان با انتقال همزمان پروتون ها و الکترون ها به مولکول های دی اکسید کربن به شدت کاهش داد.
کاتالیزورهای کمکی طراحی شده این انتقال همزمان را روی سطحی از طلا امکان پذیر می کنند. نیریزی توضیح می‌دهد: «ما می‌توانیم به بازده 100 درصدی برای تبدیل برسیم، به این معنی که تمام الکترون‌هایی که در واکنش قرار می‌دهیم استفاده می‌شوند.»
