_ Un catalizator pentru conversie dioxidul de carbon, principala cauză a încălzirii globale, în etilenă folosind vitamina C

O echipă comună de cercetare a dezvoltat un nou catalizator electrochimic care promovează conversia din dioxid de carbon (CO2) în etilenă (C2H4).

Prin eforturi comune conduse de profesorii Dae-hyun Nam și Youn-gu Lee de la Departamentul de Știință și Inginerie Energetică de la DGIST și de profesorul Seo-in Back de la Departamentul de Inginerie Chimică și Biomoleculară de la Universitatea Sogang, cercetarea Echipa a conceput o tehnologie pentru a spori substanțial producția de etilenă prin încorporarea vitaminei C într-un catalizator de reducere a dioxidului de carbon al unui sistem eterogen.

Acest lucru se bazează pe observația că prezența dioxidului de carbon în aer are un impact asupra vitaminei. Nivelurile C în fructe.

Reducerea electrochimică a dioxidului de carbon câștigă recunoaștere ca tehnologie fundamentală pentru „energie ecologică”. Acest proces are ca scop scăderea concentrației de dioxid de carbon din atmosferă, generând în același timp surse mai curate de energie viitoare. Cu toate acestea, catalizatorii electrochimici existenți se confruntă cu provocări în obținerea performanței catalitice consistente în condiții de densitate mare de curent.

Această limitare împiedică formarea produsului intermediar esențial, monoxidul de carbon, care joacă un rol critic în conversia etilenei. În schimb, acești catalizatori au tendința de a induce reacția pentru generarea de hidrogen, mai degrabă decât reacția de reducere a dioxidului de carbon.

De aceea, pentru reducerea fără probleme a dioxidului de carbon, obținând formarea stabilă a produsului intermediar al monoxidului de carbon la densitate mare de curent printr-un catalizator electrochimic și promovarea dimerizării în care sunt combinați doi produși intermediari de monoxid de carbon este semnificativă.

Astfel, echipa de cercetare condusă de profesorul Nam la DGIST a conceput o metodă de integrare a reacției de oxidare-reducere a vitaminei C în reducerea electrochimică a dioxidului de carbon pe baza fenomenului în care conținutul de vitamina C din fructe scade într-un mediu cu o concentrație mare de dioxid de carbon.

Echipa de cercetare a sintetizat vitamina C cu puncte cuantice de grafen și a fabricat un „ nanofire de cupru care stimulează vitamina C" prin combinarea materialului sintetizat cu cuprul. Această abordare a ajutat la stabilizarea vitaminei C prin efectele de nano-confinare ale punctelor cuantice ale grafenului și a permis reversibilitatea oxido-reducerii.

În plus, reacția de oxidare-reducere a vitaminei C a furnizat în mod constant electroni și protoni dioxidului de carbon , promovând procesul de dimerizare și creând produsul intermediar de monoxid de carbon. În consecință, catalizatorul nou dezvoltat a prezentat o creștere de 2,9 ori în producția de etilenă în comparație cu catalizatorii convenționali cu nanofire de cupru.

În plus, echipa de cercetare a identificat că vitamina C limitată în grafen optimizează integrarea produsului intermediar de monoxid de carbon. și catalizator de cupru prin analiză spectroscopică Raman în timp real și simulare pe computer. Echipa de cercetare a identificat, de asemenea, principiul de funcționare al catalizatorului prin verificarea faptului că electronii și protonii pot fi eliberați, ceea ce facilitează reacția de reducere a dioxidului de carbon pe baza unei legături puternice de hidrogen.

Profesorul Nam de la DGIST a declarat, „ Această cercetare a creat un catalizator electrochimic capabil să producă etilenă pe scară largă prin reducerea dioxidului de carbon și a scos la iveală un nou mecanism de reacție.Această tehnologie este de așteptat să joace un rol cheie în obținerea neutralității carbonului prin transformarea dioxidului de carbon - un contributor major la încălzirea globală. — într-un compus de mare valoare.”

Lucrarea este publicată în revista Nature Communications.

(Fluierul)