Yo te jwenn yon mineral tè ki lajman distribye, α-fè-(III) oksiidroksid, kòm yon katalis resikle pou fotorediksyon diyoksid kabòn an asid formik. Kredi: Pwofesè Kazuhiko Maeda
Fotorediksyon CO2 an konbistib transpòtab tankou asid formik (HCOOH) se yon bon fason pou konbat ogmantasyon nivo CO2 nan atmosfè a. Pou ede ak travay sa a, yon ekip rechèch nan Enstiti Teknoloji Tokyo te chwazi yon mineral ki baze sou fè ki fasil pou jwenn epi yo te chaje l sou yon sipò aliminyòm pou devlope yon katalis ki ka konvèti CO2 an HCOOH avèk efikasite, anviwon 90% selektivite!
Machin elektrik yo se yon opsyon atiran pou anpil moun, epi yon rezon prensipal se yo pa gen emisyon kabòn. Sepandan, yon gwo dezavantaj pou anpil moun se mank otonomi yo ak tan chaj ki long. Se la konbistib likid tankou gazolin gen yon gwo avantaj. Dansite enèji ki wo yo vle di otonomi ki long ak ravitayman rapid.
Chanje soti nan gazolin oswa dyezèl pou yon lòt kalite konbistib likid ka elimine emisyon kabòn tout pandan y ap kenbe avantaj konbistib likid yo. Nan yon pil konbistib, pa egzanp, asid formik ka fè yon motè mache pandan l ap libere dlo ak diyoksid kabòn. Sepandan, si asid formik pwodui lè yo diminye CO2 atmosferik an HCOOH, sèl pwodiksyon nèt la se dlo.
Ogmantasyon nivo diyoksid kabòn nan atmosfè nou an ak kontribisyon yo nan rechofman planèt la se kounye a nouvèl komen. Pandan chèchè yo t ap fè eksperyans ak diferan apwòch pou rezoud pwoblèm nan, yon solisyon efikas te parèt—transfòme depase diyoksid kabòn nan atmosfè a an pwodui chimik ki rich an enèji.
Pwodiksyon konbistib tankou asid formik (HCOOH) pa fotorediksyon CO2 nan limyè solèy la te atire anpil atansyon dènyèman paske pwosesis la gen yon doub benefis: li diminye emisyon CO2 anplis epi li ede tou minimize mank enèji nou genyen kounye a. Kòm yon ekselan transpòtè pou idwojèn ak dansite enèji ki wo, HCOOH ka bay enèji atravè konbisyon pandan y ap libere sèlman dlo kòm yon sou-pwodwi.
Pou fè solisyon likratif sa a tounen yon reyalite, syantis yo te devlope sistèm fotokatalitik ki diminye diyoksid kabòn avèk èd limyè solèy la. Sistèm sa a konsiste de yon substra ki absòbe limyè (sa vle di, yon fotosansibilizatè) ak yon katalis ki pèmèt plizyè transfè elektwon ki nesesè pou rediksyon CO2 an HCOOH. Se konsa yo te kòmanse chèche katalis ki apwopriye ak efikas!
Rediksyon fotokatalitik diyoksid kabòn lè l sèvi avèk enfografik konpoze yo itilize souvan. Kredi: Pwofesè Kazuhiko Maeda
Akòz efikasite yo ak potansyèl resiklaj yo, katalis solid yo konsidere kòm pi bon kandida pou travay sa a, epi pandan ane yo, yo te eksplore kapasite katalitik anpil estrikti metal-òganik (MOF) ki baze sou kobalt, Manganèz, nikèl ak fè, pami yo, sa ki sot pase a gen kèk avantaj sou lòt metal yo. Sepandan, pifò katalis ki baze sou fè yo rapòte jiskaprezan sèlman pwodui monoksid kabòn kòm pwodwi prensipal la, pa HCOOH.
Sepandan, yon ekip chèchè nan Enstiti Teknoloji Tokyo (Tokyo Tech) ki te dirije pa Pwofesè Kazuhiko Maeda te rezoud pwoblèm sa a byen vit. Nan yon etid resan ki te pibliye nan jounal chimik Angewandte Chemie a, ekip la te demontre yon katalis ki baze sou fè sipòte pa aliminyòm (Al2O3) lè l sèvi avèk α-fè(III) oksiidroksid (α-FeO​​​OH; jeotit). Nouvo katalis α-FeO​​​OH/Al2O3 la montre yon pèfòmans konvèsyon CO2 an HCOOH ekselan ak yon resiklaj ekselan. Lè yo te mande Pwofesè Maeda sou chwa katalis yo a, li te di: "Nou vle eksplore eleman ki pi abondan kòm katalis nan sistèm fotorediksyon CO2. Nou bezwen yon katalis solid ki aktif, resikle, ki pa toksik e ki pa chè. Se poutèt sa nou te chwazi mineral tè ki lajman distribye tankou goetit pou eksperyans nou yo."
Ekip la te itilize yon metòd enpregnasyon senp pou sentetize katalis yo a. Apre sa, yo te itilize materyèl Al2O3 sipòte ak fè pou diminye CO2 fotokatalitikman nan tanperati chanm an prezans yon fotosansibilizatè ki baze sou rutenyòm (Ru), yon donatè elektwon, ak limyè vizib ak longèdonn plis pase 400 nanomèt.
Rezilta yo trè ankourajan. Selektivite sistèm yo a pou pwodwi prensipal HCOOH la te 80-90% ak yon sede kwantik 4.3% (ki endike efikasite sistèm nan).
Etid sa a prezante yon katalis solid ki baze sou fè, premye nan kalite li, ki ka jenere HCOOH lè yo asosye l avèk yon fotosansibilizatè efikas. Li diskite tou sou enpòtans yon materyèl sipò apwopriye (Al2O3) ak efè li sou reyaksyon rediksyon fotochimik la.
"Rechèch nou an montre ke chemen ki mennen nan yon ekonomi enèji vèt pa konplike. Menm metòd preparasyon katalis ki senp ka bay bon rezilta, epi li byen koni ke konpoze ki abondan sou tè a, si yo sipòte pa konpoze tankou aliminyòm, yo ka itilize kòm yon katalis selektif pou rediksyon CO2," konkli Pwofesè Maeda.
Referans: "Alumina-sipòte Alpha-Iron (III) Oxyhydroxide kòm yon katalis solid resikle pou fotorediksyon CO2 anba limyè vizib" pa Daehyeon An, Dr Shunta Nishioka, Dr Shuhei Yasuda, Dr Tomoki Kanazawa, Dr Yoshinobu Kamakura, Prof. Yoshinobu Kamakura, Prof. Kazuhiko Maeda, 12 Me 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"Se la konbistib likid tankou gazolin gen yon gwo avantaj. Dansite enèji ki wo yo vle di long distans ak rapid ranpliman."
E kèk chif konsa? Ki jan dansite enèji asid formik la konpare ak gazolin? Avèk yon sèl atòm kabòn nan fòmil chimik la, mwen doute li ta menm pwoche bò gazolin.
Anplis de sa, sant la trè toksik e, kòm yon asid, li pi koroziv pase gazolin. Sa yo se pa pwoblèm enjenyè ki pa gen solisyon, men sof si asid formik ofri avantaj enpòtan nan ogmante distans ak diminye tan ranpli batri a, li pwobableman pa vo efò a.
Si yo te gen plan pou yo ekstrè goethite nan tè a, sa t ap yon operasyon min ki mande anpil enèji e ki t ap ka domaje anviwònman an.
Yo ta ka mansyone anpil goethite nan tè a paske mwen sispèk li ta mande plis enèji pou jwenn matyè premyè ki nesesè yo epi reyaji yo pou sentetize goethite.
Li nesesè pou nou gade tout sik lavi pwosesis la epi kalkile pri enèji tout bagay. NASA pa jwenn anyen tankou lansman gratis. Gen lòt moun ki bezwen kenbe sa nan tèt yo.
SciTechDaily: Lakay pi bon nouvèl teknoloji depi 1998. Rete okouran ak dènye nouvèl teknoloji yo atravè imèl oswa medya sosyal.
Jis panse ak gou lafimen ak anbwazan babekyou a sifi pou fè pifò moun bave. Sezon lete a rive, epi pou anpil moun...