گزینه
اگر CO2 را به گاز سنتز تبدیل کنید، یک ماده خام با ارزش برای صنایع شیمیایی بدست می آورید. محققان دانشگاه TU Wien نشان می‌دهند که این روش حتی در دمای اتاق و فشار محیط چگونه کار می‌کند.
هر کسی که به CO2 فکر می کند احتمالاً به سرعت به اصطلاحاتی مانند مضر برای آب و هوا یا مواد زائد فکر می کند. در حالی که CO2 برای مدت طولانی وجود داشت - یک محصول ضایعات خالص - فرآیندهای بیشتری در حال توسعه هستند که با آن گاز گلخانه ای می تواند به مواد خام با ارزش تبدیل شود. سپس شیمی از "مواد شیمیایی با ارزش افزوده" صحبت می کند. ماده جدیدی که این امکان را فراهم می کند در دانشگاه فناوری وین توسعه یافته و اخیراً در مجله Communications Chemistry ارائه شده است.
گروه تحقیقاتی Dominik Eder ماده جدیدی را توسعه دادند که تبدیل CO2 را تسهیل می کند. اینها MOCHA هستند - اینها ترکیبات کالکوژنولات آلی فلزی هستند که به عنوان کاتالیزور عمل می کنند. نتیجه تبدیل الکتروشیمیایی گاز سنتز یا به اختصار گاز سنتز است که یک ماده خام مهم برای صنایع شیمیایی است.
CO2 به گاز سنتز تبدیل می شود
گاز سنتز مخلوطی از مونوکسید کربن (CO)، هیدروژن (H2) و گازهای دیگر است و به عنوان ماده خام برای سایر مواد استفاده می شود. یکی از مهمترین زمینه های کاربرد تولید کود است که در آن آمونیاک از گاز سنتز تولید می شود. البته می توان از آن برای تولید سوخت هایی مانند گازوئیل یا برای تولید متانول که در پیل های سوختی استفاده می شود نیز استفاده کرد. از آنجایی که استخراج CO2 از جو کاملاً انرژی بر است، استخراج CO2 از کارخانه های صنعتی منطقی است. بنابراین می تواند به عنوان ماده اولیه برای مواد شیمیایی مختلف عمل کند.
با این حال، روش های قبلی به دما و فشار بالا و همچنین کاتالیزورهای گران قیمت نیاز دارند. بنابراین محققان وینی به دنبال کاتالیزورهایی بودند که با آن گاز سنتز نیز در دماهای پایین و فشار محیط تولید شود. دوگوکان آپایدین، رهبر گروه جونیور، که مسئول روش‌های تبدیل دی‌اکسید کربن است، توضیح می‌دهد: «MOCHAها متفاوت از کاتالیست‌های مورد استفاده تا به امروز عمل می‌کنند: به جای گرما، الکتریسیته برای فعال کردن کاتالیزور و شروع تبدیل CO2 به گاز سنتز تأمین می‌شود. تحقیقات گروه تحقیقاتی
MOCHها به عنوان حل کننده مشکل
MOCHها دسته ای از مواد را تشکیل می دهند که تقریباً 20 سال پیش توسعه یافته اند، اما هنوز هیچ کاربردی پیدا نکرده اند. بنابراین، مواد ترکیبی آلی- معدنی تنها در سال‌های اخیر محبوبیت پیدا کرده‌اند. محققان TU پتانسیل MOCHها را به عنوان کاتالیزور تشخیص دادند و برای اولین بار آزمایشاتی را با آنها انجام دادند. با این حال، آنها با تعدادی از مشکلات روبرو بودند: روش‌های سنتز قبلی فقط مقدار کمی محصول تولید می‌کرد و به زمان زیادی نیاز داشت. آپایدین، فرآیند جدید تولید MOCHA ها را توضیح می دهد: با استفاده از روش سنتز خود، توانستیم مقدار محصول را به میزان قابل توجهی افزایش دهیم و مدت زمان آن را از 72 به XNUMX ساعت کاهش دهیم.
آزمایشات اولیه نشان داد که عملکرد کاتالیزوری MOCHA ها در تولید گاز سنتز از CO2 با کاتالیزورهای ایجاد شده تا کنون قابل مقایسه است. علاوه بر این، آنها به انرژی بسیار کمتری نیاز دارند زیرا کل واکنش را می توان در دمای اتاق انجام داد. علاوه بر این، MOCHها ثابت کرده اند که بسیار پایدار هستند. آنها را می توان در حلال های مختلف، در دماهای مختلف یا در شرایط pH مختلف استفاده کرد و حتی پس از کاتالیز نیز شکل خود را حفظ می کند.
با این وجود، برخی از پارامترها وجود دارد که تیم اطراف دوگوکان آپایدین و دانشجوی دکتری هانا رابل هنوز در حال تحقیق هستند. استفاده چندین بار از الکترودهای یکسان برای تحویل انرژی به شکل جریان، افت جزئی در عملکرد را نشان می دهد. اینکه چگونه می توان ارتباط بین MOCHA و الکترودها را برای جلوگیری از این افت عملکرد بیشتر بهبود بخشید، اکنون در آزمایش های طولانی مدت در حال تحقیق است. دوگوکان آپایدین خاطرنشان می کند: «ما هنوز در مرحله اولیه استفاده هستیم. من دوست دارم این را با سیستم های خورشیدی مقایسه کنم که 30 سال پیش تولید آنها بسیار پیچیده تر و گران تر از امروز بود. با این حال، با زیرساخت های مناسب و اراده سیاسی، MOCHها می توانند در آینده به طور گسترده در تبدیل CO2 به گاز سنتز مورد استفاده قرار گیرند و در نتیجه سهم خود را در حفاظت از آب و هوا ایفا کنند.
