VCU tyrėjai atrado veiksmingą katalizatorių, kuris termochemiškai paverčia anglies dioksidą skruzdžių rūgštimi – šis atradimas galėtų pasiūlyti naują anglies surinkimo strategiją, kurią būtų galima sumažinti, pasauliui kovojant su klimato kaita. Potencialiai svarbus atmosferos anglies dioksido veiksnys.
„Gerai žinoma, kad spartus šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekio atmosferoje augimas ir jų žalingas poveikis aplinkai yra vienas didžiausių iššūkių, su kuriuo šiandien susiduria žmonija“, – teigė pagrindinis autorius dr. Shiv N. Khanna, VCU Humanitarinių mokslų fakulteto fizikos katedros emeritas profesorius. „CO2 katalizinis pavertimas naudingomis cheminėmis medžiagomis, tokiomis kaip skruzdžių rūgštis (HCOOH), yra ekonomiškai efektyvi alternatyvi strategija, skirta sušvelninti neigiamą CO2 poveikį. Skruzdžių rūgštis yra mažai toksiškas skystis, kurį lengva transportuoti ir laikyti kambario temperatūroje. Ji taip pat gali būti naudojama kaip didelės pridėtinės vertės cheminis pirmtakas, vandenilio kaupiklis ir galimas būsimas iškastinio kuro pakaitalas.“
Hanna ir VCU fizikas dr. Turbasu Sengupta nustatė, kad surišti metalų chalkogenidų klasteriai gali veikti kaip katalizatoriai termocheminiam CO2 virsmui į skruzdžių rūgštį. Jų rezultatai aprašyti straipsnyje pavadinimu „CO2 pavertimas skruzdžių rūgštimi derinant kvantines būsenas metalų chalkogenidų klasteriuose“, paskelbtame žurnale „Communications Chemistry of Nature Portfolio“.
„Mes parodėme, kad tinkamai derinant ligandus, reakcijos barjeras, skirtas CO2 pavertimui skruzdžių rūgštimi, gali būti žymiai sumažintas, o tai labai pagreitina skruzdžių rūgšties gamybą“, – sakė Hanna. „Taigi, sakytume, kad šie teigiami katalizatoriai galėtų palengvinti arba padaryti skruzdžių rūgšties sintezę įmanomą. Didesnių klasterių su daugiau ligandų surišimo vietų naudojimas arba efektyvesnių donorinių ligandų prijungimas atitinka mūsų tolesnius skruzdžių rūgšties konversijos patobulinimus, kuriuos galima pasiekti, palyginti su tuo, kas parodyta skaičiavimo modeliavimuose.“
Tyrimas remiasi ankstesniu Hanna darbu, rodančiu, kad tinkamas ligando pasirinkimas gali paversti klasterį superdonoriumi, kuris aukoja elektronus, arba akceptoriumi, kuris priima elektronus.
„Dabar parodome, kad tas pats efektas turi didelį potencialą katalizėje, pagrįstoje metalų chalkogenidų klasteriais“, – sako Hanna. „Gebėjimas sintetinti stabiliai sujungtus klasterius ir kontroliuoti jų gebėjimą atiduoti arba priimti elektronus atveria naują katalizės sritį, nes dauguma katalizinių reakcijų priklauso nuo katalizatorių, kurie atiduoja arba priima elektronus.“
Balandžio 7 d. VCU lankysis vienas pirmųjų eksperimentinių mokslininkų šioje srityje, Kolumbijos universiteto chemijos docentas dr. Xavieras Roy'us, Fizikos katedros pavasario simpoziume.
„Mes su juo dirbsime, kad išsiaiškintume, kaip galime sukurti ir įdiegti panašų katalizatorių, naudodamiesi jo eksperimentine laboratorija“, – sakė Hanna. „Mes jau glaudžiai bendradarbiavome su jo grupe, kur jie susintetino naujo tipo magnetinę medžiagą. Šį kartą jis bus katalizatorius.“
Prenumeruokite VCU naujienlaiškį adresu newsletter.vcu.edu ir gaukite kuruojamus straipsnius, vaizdo įrašus, nuotraukas, naujienų klipus ir renginių sąrašus tiesiai į savo el. pašto dėžutę.
„CoStar Group“ skelbia, kad VCU skiria 18 mln. dolerių „CoStar“ meno ir inovacijų centro statybai