Напредокот во ласерската технологија отвора нови погледи за почисто гориво и енергија

Научниците развија ласерска технологија која може да отвори патишта за технологии за чисто гориво и енергија во иднина.

Итно ни требаат еколошки и одржливи начини за замена на фосилните горива, нафтата и природниот гас. Јаглерод диоксидот (CO2) е изобилен отпаден производ произведен од сите активности и извори кои се потпираат на фосилни горива. Околу 35 милијарди метрички тони јаглерод диоксид се испуштаат во нашата планетата атмосферата годишно како отпад од електрани кои произведуваат електрична енергија, возила и индустриски поставки низ целиот свет. За да се ублажат ефектите на CO2 врз глобалната клима, овој потрошен CO2 би можел попрво да се претвори во употреблив енергија како јаглерод моноксид и други извори богати со енергија. На пример, реагирајќи со вода CO2 произведува водороден гас богат со енергија, а кога реагира со водород произведува корисни хемикалии како јаглеводороди или алкохол. Таквите производи би можеле да се користат за различни цели и тоа исто така на глобално индустриско ниво.

Електрокатализаторите се катализатори кои учествуваат во електрохемиски реакции - кога се случува хемиска реакција, но вклучена е и електрична енергија. На пример, вистинскиот катализатор може да помогне да се реагира на водород и кислород за да се направи вода на контролиран начин, во спротивно тоа ќе биде само случајна мешавина од два гаса. Или дури и да произведува електрична енергија со согорување на водород и кислород. Електрокатализаторите ја менуваат или ја зголемуваат брзината на хемиските реакции без самите да се потрошат во реакцијата. Во контекст на CO2, електрокатализаторите се сметаат за релевантни и ветувачки во однос на постигнување на „чекор-промена“ на ефикасноста во намалувањето на CO2 по желба.

За жал, точниот механизам за тоа како функционираат овие електрокатализатори не е целосно разбран и останува значаен предизвик да се направи разлика помеѓу слоевите на краткотрајните средни молекули со „шумот“ на неактивни молекули во растворот. Ова ограничено разбирање на механизмот предизвикува потешкотии во каква било можна промена во дизајнот на електрокатализаторите.

Научниците од Универзитетот во Ливерпул во Велика Британија покажаа а ласер- базирана техника на спектроскопија за електрохемиска редукција на јаглерод диоксид in-situ во нивната студија објавена во Катализа на природата. Тие за прв пат користеа генерирање на збир-фреквенција на вибрации или спектроскопија VSFG заедно со електрохемиски експерименти за да истражат катализатор (Mn(bpy) (CO) 3Br) кој се смета за ветувачки електрокатализатор за намалување на CO2. За прв пат беше забележано однесувањето на клучните посредници кои се присутни во каталитичкиот циклус на реакцијата за многу краток интервал. Технологијата VSFG овозможува следење на однесувањето и движењето на дури и екстремно краткотрајните видови во каталитички циклус и затоа ни помага да разбереме како работат електрокатализаторите. Значи, се разбира точното однесување за тоа како електрокатализаторите работат во хемиска реакција.

Оваа студија дава увид во некои од сложените хемиски патишта и може да ни овозможи да создадеме нови дизајни за електрокатализатори. Истражувачите веќе истражуваат како да ја подобрат чувствителноста на оваа техника и развиваат нов систем за откривање за подобар однос сигнал/шум. Овој пристап може да помогне да се отворат патишта за ефикасно чисто гориво и да собере повеќе потенцијал за чиста енергија. Таквиот процес на крајот треба индустриски да се зголеми за да се постигне поголема ефикасност на комерцијално ниво. Ракувањето со големи количини на CO2 произведено од постројки за горење фосилни горива ќе бара индустриски напредок.

***

Извор (и)

Нери Г и сор. 2018. Детекција на каталитички меѓупроизводи на површината на електродата при редукција на јаглерод диоксид со катализатор богат со земја. Катализа на природата. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533

***