Mokslininkai sukūrė lazerinę technologiją, kuri ateityje galėtų atverti kelius švarioms degalų ir energijos technologijoms.
Mums skubiai reikia aplinkai nekenksmingų ir tvarių būdų pakeisti iškastinį kurą, naftą ir gamtines dujas. Anglies dioksidas (CO2) yra gausus atliekų produktas, susidarantis visose veiklose ir šaltiniuose, kurios priklauso nuo iškastinio kuro. Apie 35 milijardus metrinių tonų anglies dioksido išleidžiama į mus planetos kasmet atmosferoje kaip atliekos iš elektrą gaminančių elektrinių, transporto priemonių ir pramoninių įrenginių visame pasaulyje. Siekiant sušvelninti CO2 poveikį pasaulio klimatui, šis išmetamas CO2 gali būti paverstas tinkamu naudoti energija kaip anglies monoksidas ir kiti daug energijos turintys šaltiniai. Pavyzdžiui, reaguojant su vandeniu CO2 susidaro daug energijos turinčios vandenilio dujos, o reaguojant su vandeniliu susidaro naudingos cheminės medžiagos, pvz., angliavandeniliai arba alkoholis. Tokie gaminiai gali būti naudojami įvairiems tikslams ir pasauliniu pramoniniu mastu.
Elektrokatalizatoriai yra katalizatoriai, dalyvaujantys elektrocheminėse reakcijose – kai vyksta cheminė reakcija, bet dalyvauja ir elektros energija. Pavyzdžiui, tinkamas katalizatorius gali padėti sureaguoti vandenilį ir deguonį, kad vanduo būtų kontroliuojamas, kitaip tai bus tiesiog atsitiktinis dviejų dujų mišinys. Ar net gaminti elektrą deginant vandenilį ir deguonį. Elektrokatalizatoriai modifikuoja arba padidina cheminių reakcijų greitį, patys nesuvartodami reakcijos metu. Kalbant apie CO2, elektrokatalizatoriai laikomi svarbiais ir perspektyviais siekiant efektyvumo „laipsniško pokyčio“ mažinant CO2, kaip norima.
Deja, tikslus šių elektrokatalizatorių veikimo mechanizmas nėra visiškai suprantamas ir išlieka didelis iššūkis atskirti trumpaamžių tarpinių molekulių sluoksnius su neaktyvių molekulių „triukšmu“ tirpale. Dėl šio riboto mechanizmo supratimo kyla sunkumų atliekant bet kokius galimus elektrokatalizatorių konstrukcijos pakeitimus.
JK Liverpulio universiteto mokslininkai įrodė a lazerispaskelbtame tyrime pagrįstą spektroskopijos metodą, skirtą elektrocheminiam anglies dioksido redukavimui in situ Gamtos katalizė. Jie pirmą kartą panaudojo virpesių suminio dažnio generavimą arba VSFG spektroskopiją kartu su elektrocheminiais eksperimentais, kad ištirtų katalizatorių (Mn (bpy) (CO) 3Br), kuris laikomas perspektyviu CO2 mažinimo elektrokatalizatoriumi. Pirmą kartą buvo pastebėtas svarbiausių tarpininkų, kurie reakcijos kataliziniame cikle yra labai trumpą intervalą, elgesys. VSFG technologija leidžia stebėti net itin trumpaamžių rūšių elgseną ir judėjimą kataliziniame cikle, todėl padeda suprasti, kaip veikia elektrokatalizatoriai. Taigi, tiksliai suprantama, kaip elektrokatalizatoriai veikia cheminėje reakcijoje.
Šis tyrimas suteikia įžvalgų apie kai kuriuos sudėtingus cheminius būdus ir gali leisti mums sukurti naujus elektrokatalizatorių dizainus. Mokslininkai jau tiria, kaip pagerinti šios technikos jautrumą, ir kuria naują aptikimo sistemą, skirtą geresniam signalo ir triukšmo santykiui. Šis metodas gali padėti atverti veiksmingumo galimybes švarus kuras ir įgyti daugiau galimybių švari energija. Toks procesas galiausiai turi būti išplėstas pramoniniu mastu, kad būtų pasiektas didesnis komercinis efektyvumas. Norint tvarkyti didelius kiekius CO2, pagaminto iš iškastinį kurą deginančių įrenginių, reikės pramonės pažangos.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Neri G ir kt. 2018. Katalizinių tarpinių produktų aptikimas elektrodo paviršiuje redukuojant anglies dioksidą žemėje gausiu katalizatoriumi. Gamtos katalizė. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
***
