Տարբերակ
Եթե CO2-ը վերածում եք սինթեզի գազի, դուք ստանում եք արժեքավոր հումք քիմիական արդյունաբերության համար: TU Wien-ի հետազոտողները ցույց են տալիս, թե ինչպես է դա աշխատում նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանի և շրջակա միջավայրի ճնշման դեպքում:
Յուրաքանչյուր ոք, ով մտածում է CO2-ի մասին, հավանաբար արագ կմտածի այնպիսի տերմինների մասին, ինչպիսիք են կլիմայի համար վնասակար կամ թափոններ: Մինչ CO2-ը երկար ժամանակ կար՝ մաքուր թափոններ, ավելի ու ավելի շատ գործընթացներ են մշակվում, որոնց միջոցով ջերմոցային գազը կարող է վերածվել արժեքավոր հումքի: Քիմիան հետո խոսում է «ավելացված արժեք ունեցող քիմիական նյութերի» մասին։ Նոր նյութ, որը դա հնարավոր է դարձնում, մշակվել է Վիեննայի տեխնոլոգիական համալսարանում և վերջերս ներկայացվել է «Communications Chemistry» ամսագրում:
Դոմինիկ Էդերի հետազոտական խումբը մշակել է նոր նյութ, որը հեշտացնում է CO2-ի փոխակերպումը։ Սրանք MOCHA-ներ են. սրանք օրգանական մետաղական քալկոգենոլատ միացություններ են, որոնք ծառայում են որպես կատալիզատորներ: Էլեկտրաքիմիական փոխակերպման արդյունքը սինթեզ գազ է, կամ կարճ՝ սինթեզ, որը կարևոր հումք է քիմիական արդյունաբերության համար։
CO2-ը դառնում է սինթեզի գազ
Սինգասը ածխածնի մոնօքսիդի (CO), ջրածնի (H2) և այլ գազերի խառնուրդ է և օգտագործվում է որպես հումք այլ նյութերի համար։ Կիրառման ամենակարևոր ոլորտներից է պարարտանյութերի արտադրությունը, որտեղ ամոնիակն արտադրվում է սինթեզ գազից։ Այնուամենայնիվ, այն կարող է օգտագործվել նաև վառելիքի արտադրության համար, ինչպիսին է դիզելը կամ մեթանոլի արտադրության համար, որն օգտագործվում է վառելիքի բջիջներում: Քանի որ մթնոլորտից CO2-ի արդյունահանումը բավականին էներգատար է, իմաստ ունի CO2 արդյունահանել արդյունաբերական ձեռնարկություններից: Այդ պատճառով այն կարող է ծառայել որպես ելակետ տարբեր քիմիական նյութերի համար:
Այնուամենայնիվ, նախորդ մեթոդները պահանջում են բարձր ջերմաստիճան և ճնշում, ինչպես նաև թանկարժեք կատալիզատորներ: Վիեննացի հետազոտողները, հետևաբար, որոնել են կատալիզատորներ, որոնց միջոցով սինգազ կարող է արտադրվել նաև ցածր ջերմաստիճանի և շրջակա միջավայրի ճնշման դեպքում: «MOCHA-ները տարբեր կերպ են աշխատում, քան մինչ օրս օգտագործված կատալիզատորները. ջերմության փոխարեն էլեկտրաէներգիա է մատակարարվում կատալիզատորը ակտիվացնելու և CO2-ի վերածումը սինթեզ գազի սկսելու համար», - բացատրում է կրտսեր խմբի ղեկավար Դողուկան Ապադինը, ով պատասխանատու է CO2-ի փոխակերպման մեթոդների համար: հետազոտական խմբակային հետազոտություններ։
ՄՈՉԱ-ները՝ որպես խնդիրներ լուծողներ
MOCHA-ները կազմում են նյութերի դաս, որոնք մշակվել են գրեթե 20 տարի առաջ, բայց դեռևս չեն գտել որևէ կիրառություն: Օրգանական-անօրգանական հիբրիդային նյութերը, հետևաբար, ժողովրդականություն են ձեռք բերել միայն վերջին տարիներին: TU-ի հետազոտողները ճանաչեցին MOCHA-ների ներուժը որպես կատալիզատորներ և առաջին անգամ փորձեր կատարեցին դրանցով: Այնուամենայնիվ, նրանք բախվեցին մի շարք խնդիրների. սինթեզի նախկին մեթոդները արտադրում էին միայն փոքր քանակությամբ արտադրանք և պահանջում էին շատ ժամանակ: «Օգտագործելով մեր սինթեզի մեթոդը, մենք կարողացանք զգալիորեն ավելացնել արտադրանքի քանակը և կրճատել տեւողությունը 72-ից հինգ ժամի», - բացատրում է Apaydin-ը MOCHA-ների արտադրության նոր գործընթացը:
Առաջին փորձարկումները ցույց են տվել, որ CO2-ից սինթեզի գազի արտադրության մեջ MOCHA-ների կատալիտիկ աշխատանքը համեմատելի է մինչ այժմ ստեղծված կատալիզատորների հետ: Բացի այդ, նրանք պահանջում են շատ ավելի քիչ էներգիա, քանի որ ամբողջ ռեակցիան կարող է իրականացվել սենյակային ջերմաստիճանում: Բացի այդ, MOCHA-ները ապացուցել են, որ չափազանց կայուն են: Նրանք կարող են օգտագործվել տարբեր լուծիչներում, տարբեր ջերմաստիճաններում կամ տարբեր pH պայմաններում և պահպանում են իրենց ձևը նույնիսկ կատալիզից հետո:
Այնուամենայնիվ, կան որոշ պարամետրեր, որոնք Դողուկան Ապադինի և դոկտորանտ Հաննա Ռաբլի շուրջ թիմը դեռ ուսումնասիրում է։ Միևնույն էլեկտրոդների մի քանի անգամ օգտագործումը հոսանքի տեսքով էներգիա մատակարարելու համար ցույց է տալիս կատարողականի մի փոքր անկում: Ինչպես կարող է MOCHA-ների և էլեկտրոդների միջև կապը հետագայում բարելավվել՝ կատարողականի այս անկումը կանխելու համար, այժմ ուսումնասիրվում է երկարաժամկետ փորձերում: «Մենք դեռ կիրառման վաղ փուլում ենք», - նշում է Դողուքան Ապադինը: «Ես սիրում եմ դա համեմատել արևային համակարգերի հետ, որոնք 30 տարի առաջ շատ ավելի բարդ և թանկ էին արտադրվում, քան այսօր: Ճիշտ ենթակառուցվածքի և քաղաքական կամքի առկայության դեպքում, այնուամենայնիվ, MOCHA-ները կարող են նաև լայնորեն օգտագործվել ապագայում CO2-ը սինթեզ գազի վերածելու համար և այդպիսով իրենց ներդրումն ունենալ կլիմայի պաշտպանության գործում»,- վստահ է Ապայդինը։
