تبدیل کربن دی اکسید به سوخت با کمک مس
با فناوری: دانشمندان از مس برای تبدیل CO2 به سوخت پایدار استفاده کردند و دریافتند که افزودن مس به فوتوکاتالیست، کارایی آنرا چهار برابر می کند و منجر به تشکیل متانول بجای متان می شود.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا، دانشمندان نگاهی را ابداع نموده اند که در آن اتم های مس به تبدیل گاز کربن دی اکسید(CO۲) که زمین را گرم می کند، به سوخت پایدار کمک می کنند.
به نقل از اس ای، این تیم با تابش نور به ماده فعال شده موفق به تولید متانول شد که می تواند جایگزین سوخت های فسیلی شود.
تجمع گاز CO۲ در جو زمین موجب افزایش دمای جهانی و تسریع تغییرات آب و هوایی می شود.
کربن دی اکسید محصول جانبی سوختن سوخت های مبتنی بر کربن است، اما می تواند در جو رها نشود و باردیگر به محصولات مفید تبدیل گردد. این محصولات را می توان باردیگر بهره برد و یک اقتصاد چرخشی ایجاد کرد.
با این وجود، این رویکردها نیاز به منبع گاز هیدروژن دارند که آن نیز از سوخت های فسیلی به دست می آید و انتشار گازهای گلخانه ای را در این پروسه می افزاید.
فتوکاتالیز و الکتروکاتالیز می توانند از نور خورشید و آب فراوان بهره گیرند و CO۲ را به محصولات مفید تبدیل کنند، اما این پروسه نیز چندان کارآمد نیست.
بدین سبب برای تقویت این فرایند، پژوهشگران دانشگاه کوئینزلند، دانشگاه اولم، دانشگاه بیرمنگام و دانشگاه ناتینگهام با هم همکاری کردند تا چاره ای بیابند.
فتوکاتالیست جدید برای تبدیل CO۲
در فتوکاتالیز، نور خورشید به یک ماده نیمه رسانا تابیده می شود تا الکترون ها را تحریک کند. این الکترون ها از میان مواد عبور می کنند و با کربن دی اکسید و آب واکنش می دهند و محصولاتی مانند متانول تولید می کنند.
بااینکه مواد زیادی برای دستیابی به این هدف استفاده شده است، اما پژوهشگران بدنبال موادی هستند که بتوانند بطور مؤثر بارها را حمل کنند.
آنها نیترید کربن را گرم کردند تا خواص آنرا برای فتوکاتالیز به حداکثر برسانند. این تیم از اتم های مس بهره برد که از نزدیک به نیمه رسانا متصل می شوند. ضمن این که در کل این پروسه از حلال استفاده نشد.
ماداسامی تانگاموتو، پژوهشگر دانشکده شیمی در دانشگاه ناتینگهام اظهار داشت: ما در رویکرد خود، مواد را در مقیاس نانو کنترل می نماییم. ما شکل جدیدی از نیترید کربن را با حوزه های نانومقیاس کریستالی توسعه دادیم که امکان تعامل مؤثر با نور و جداسازی بار کافی را فراهم می آورد.
این ماده جدید چگونه عمل کرد؟
تارا لی مرسیه، دانشجوی دکترای شیمی در دانشگاه ناتینگهام اضافه کرد: ما جریان تولیدشده توسط نور را اندازه گیری کردیم و از آن به عنوان معیاری برای قضاوت در مورد کیفیت کاتالیزور استفاده کردیم. شکل جدید نیترید کربن حتی بدون مس نیز ۴۴ برابر فعال تر از نیترید کربن سنتی است.
افزودن تنها یک میلی گرم مس به یک گرم نیترید کربن، کارایی این فتوکاتالیست را چهار برابر کرد.
پژوهشگران در یک بیانیه مطبوعاتی گفتند این نیمه رسانا بجای ساخت متان که یکی دیگر از گازهای گلخانه ای است، آغاز به تولید متانول که سوخت ارزشمندی است، کرد.
آندری خلبیستوف، استاد دانشکده شیمی در دانشگاه ناتینگهام می گوید: اطمینان از پایداری مواد کاتالیزور ما برای این واکنش مهم بسیار اهمیت دارد. یک مزیت بزرگ کاتالیزور جدید این است که از عناصر پایدار شامل کربن، نیتروژن و مس تشکیل شده است که همگی در سیاره ما بسیار فراوان هستند.
این اختراع گام مهمی در درک مواد فتوکاتالیستی است که می تواند به تبدیل CO۲ کمک نماید و امکان ایجاد کاتالیزورهای انتخابی و قابل تنظیم را فراهم می آورد. این کاتالیزورها را می توان با بوجودآوردن تغییراتی در مقیاس نانو افزایش داد.
ایده کلی استفاده از این مواد، بجای عناصر کمیاب زمین است.
یافته های این پژوهش در مجله Sustainable Energy and Fuelsمنتشر شده است.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب