O soluție „de aur” pentru problema poluării? Cercetătorii au dezvoltat o nouă metodă pentru reducerea CO2

Conversia dioxidului de carbon (CO2) în monoxid de carbon (CO) prin reacții electrochimice are potențialul de a reduce nivelul de poluare prin eliminarea CO2 din atmosferă și oferind, de asemenea, o sursă alternativă de energie, deoarece CO poate fi utilizat ca ingredient. Cu toate acestea, catalizatorii utilizați în prezent în aceste reacții nu sunt suficient de eficienți sau selectivi pentru a face din acest proces o soluție practică.

În prezent, o echipă de cercetători de la Institutul Fujian de Cercetare a Structurii Materiei din cadrul Academiei Chineze de Științe a dezvoltat un material hibrid pe bază de aur prin modificarea nanoparticulelor de aur cu un compus macrociclic numit cucurbit (CB[6]), care permite realizarea unei reacții mai eficiente de reducere a emisiilor de CO2 decât era posibil până acum.

Rezultatele au fost publicate recent în revista Nano Research.

Conversia electrochimică a CO2, o soluție „de aur” pentru problema poluării

„Prin această lucrare, am sperat să rezolvăm problema poluării mediului și a lipsei de energie prin conversia electrochimică a dioxidului de carbon în produse cu valoare adăugată. Pentru a spori concentrația locală de CO2 pe suprafața catalizatorilor, utilizăm macromolecula cucurbit pentru a funcționaliza suprafața de aur, ceea ce reprezintă trăsătura distinctivă a lucrării noastre față de cele care au fost realizate anterior”, a declarat autorul corespondent, Minna Cao, de la Laboratorul cheie de stat de chimie structurală.

Potrivit cercetătorilor, aurul este foarte activ în transformarea CO2 în CO în comparație cu alți catalizatori.

Astfel, cercetătorii au creat o sinteză controlată de nanoparticule prin modificarea (CB[6]). Ei au verificat atât morfologia, cât și structura de suprafață a nanoparticulelor prin microscopie electronică de transmisie.

„Am dovedit interacțiunea dintre cucurbit[6] și CO2 prin măsurători electrochimice de lucru și calcule de teoria funcțională a densității”, a declarat Cao.

O reacție catalitică îmbunătățită prin aur

Potrivit cercetătorilor, mai mulți factori contribuie la îmbunătățirea performanței reacțiilor electrochimice. În primul rând, (CB[6]) poate crește concentrația locală de CO2 în apropierea suprafeței metalice prin colectarea de CO2. Acest lucru înseamnă că aurul prezintă o îmbogățire reglabilă a CO2.

De asemenea, unul dintre motivele pentru care eficiența CO2RR a fost limitată anterior cu catalizatori cu suprafață de aur constă în faptul că dioxidul de carbon are o solubilitate scăzută în electroliții apoși. Cercetătorii au rezolvat această limitare prin utilizarea forței de legare foarte specifice a macrociclului pentru a adsorbi selectiv anumite specii care să regularizeze reacția electrocatalitică.

„Rezultatele au arătat că CB[6] poate aduna CO2 și poate conduce la creșterea concentrației locale de CO2 în apropierea interfeței metalice, precum și la promovarea desorbției de CO, care sunt motivele dominante pentru îmbunătățirea performanței CO2RR. Utilizarea macrociclului rigid cucurbit pentru a modifica suprafața catalizatorilor este o cale promițătoare pentru a spori performanța electrocatalitică”, a spus Cao.

Aurul va fi modificat pentru o performanță catalitică înaltă

Cercetătorii intenționează să continue să modifice catalizatorul pentru a îmbunătăți și mai mult eficiența CO2RR, porivit SciTechDaily.

„În etapa următoare, sperăm să ajustăm forma și dimensiunea catalizatorului de aur în prezența cucurbitului, astfel încât să promovăm în continuare performanța catalitică în vederea reducerii electrochimice a dioxidului de carbon în produse cu valoare adăugată”, a declarat Cao.

Vă mai recomandăm și: 

O companie italiană lansează prima „baterie cu dioxid de carbon”. Care sunt beneficiile?

Spuma de monoxid de carbon, un nou aliat împotriva inflamației?

Poluarea cauzată de trafic, asociată cu multiple afecțiuni fizice și psihice

Cercetătorii au creat un nou tip de frigider, mai prietenos cu mediul