არჩევანი
თუ CO2-ს გარდაქმნით სინთეზურ გაზად, მიიღებთ ძვირფას ნედლეულს ქიმიური მრეწველობისთვის. TU Wien-ის მკვლევარები აჩვენებენ, თუ როგორ მუშაობს ეს ოთახის ტემპერატურაზე და გარემოს წნევაზეც კი.
ვინც ფიქრობს CO2-ზე, ალბათ სწრაფად მოიფიქრებს ისეთ ტერმინებს, როგორიცაა კლიმატისთვის საზიანო ან ნარჩენების პროდუქტი. მიუხედავად იმისა, რომ CO2 დიდი ხნის განმავლობაში იყო იქ - სუფთა ნარჩენი პროდუქტი - უფრო და უფრო მეტი პროცესი ვითარდება, რომლითაც სათბურის გაზი შეიძლება გარდაიქმნას ღირებულ ნედლეულში. შემდეგ ქიმია საუბრობს "დამატებითი ღირებულების ქიმიკატებზე". ახალი მასალა, რომელიც ამას შესაძლებელს ხდის, შემუშავდა ვენის ტექნოლოგიურ უნივერსიტეტში და ახლახან წარმოდგენილი იყო ჟურნალში Communications Chemistry.
დომინიკ ედერის კვლევითმა ჯგუფმა შეიმუშავა ახალი მასალა, რომელიც ხელს უწყობს CO2-ის გარდაქმნას. ეს არის MOCHA - ეს არის ორგანული ქალკოგენოლატური ნაერთები, რომლებიც ემსახურებიან კატალიზატორებს. ელექტროქიმიური გარდაქმნის შედეგია სინთეზური გაზი, ან მოკლედ სინგაზი, რომელიც მნიშვნელოვანი ნედლეულია ქიმიური მრეწველობისთვის.
CO2 ხდება სინთეზური აირი
სინგაზი არის ნახშირბადის მონოქსიდის (CO), წყალბადის (H2) და სხვა აირების ნარევი და გამოიყენება როგორც ნედლეული სხვა ნივთიერებებისთვის. გამოყენების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სფეროა სასუქის წარმოება, რომელშიც ამიაკი იწარმოება სინთეზური გაზისგან. თუმცა, ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი საწვავის წარმოებისთვის, როგორიცაა დიზელი ან მეთანოლის წარმოებისთვის, რომელიც გამოიყენება საწვავის უჯრედებში. ვინაიდან ატმოსფეროდან CO2-ის მოპოვება საკმაოდ ენერგო ინტენსიურია, აზრი აქვს CO2-ის მოპოვებას სამრეწველო ქარხნებიდან. აქედან გამომდინარე, ის შეიძლება იყოს საწყისი მასალა სხვადასხვა ქიმიკატებისთვის.
თუმცა, წინა მეთოდები მოითხოვს მაღალ ტემპერატურასა და წნევას, ასევე ძვირადღირებულ კატალიზატორებს. ამიტომ ვენელმა მკვლევარებმა ეძებდნენ კატალიზატორებს, რომლებითაც სინგაზი ასევე შეიძლება წარმოიქმნას დაბალ ტემპერატურაზე და გარემო წნევაზე. "MOCHA-ები მუშაობენ განსხვავებულად, ვიდრე დღემდე გამოყენებული კატალიზატორები: სითბოს ნაცვლად, ელექტროენერგია მიეწოდება კატალიზატორის გასააქტიურებლად და CO2-ის სინთეზურ გაზად გარდაქმნის დასაწყებად", - განმარტავს უმცროსი ჯგუფის ლიდერი დოგუკან აპაიდინი, რომელიც პასუხისმგებელია CO2-ის გარდაქმნის მეთოდებზე. კვლევითი ჯგუფის კვლევები.
MOCHA, როგორც პრობლემების გადამწყვეტი
MOCH-ები ქმნიან მასალების კლასს, რომელიც შეიქმნა თითქმის 20 წლის წინ, მაგრამ ჯერ ვერ იპოვეს რაიმე აპლიკაცია. ამიტომ ორგანულ-არაორგანულმა ჰიბრიდულმა მასალებმა პოპულარობა მხოლოდ ბოლო წლებში მოიპოვა. TU-ს მკვლევარებმა აღიარეს MOCHA-ების, როგორც კატალიზატორების პოტენციალი და პირველად ჩაატარეს ექსპერიმენტები მათთან. თუმცა, მათ მრავალი პრობლემა შეექმნათ: სინთეზის წინა მეთოდები მხოლოდ მცირე რაოდენობით პროდუქტს აწარმოებდა და დიდ დროს მოითხოვდა. "ჩვენი სინთეზის მეთოდის გამოყენებით, ჩვენ შევძელით მნიშვნელოვნად გავზარდოთ პროდუქტის რაოდენობა და შევამოკლოთ ხანგრძლივობა 72-დან ხუთ საათამდე", - განმარტავს Apaydin-ის ახალი წარმოების პროცესი MOCHA-სთვის.
პირველმა ტესტებმა აჩვენა, რომ MOCHA-ების კატალიზური მოქმედება CO2-დან სინთეზური აირის წარმოებაში შედარებულია ადრე დამკვიდრებულ კატალიზატორებთან. გარდა ამისა, მათ გაცილებით ნაკლები ენერგია სჭირდებათ, რადგან მთელი რეაქცია შეიძლება განხორციელდეს ოთახის ტემპერატურაზე. გარდა ამისა, MOCHA-ები აღმოჩნდა უკიდურესად სტაბილური. ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა გამხსნელებში, სხვადასხვა ტემპერატურაზე ან სხვადასხვა pH პირობებში და შეინარჩუნონ ფორმა კატალიზის შემდეგაც.
მიუხედავად ამისა, არსებობს რამდენიმე პარამეტრი, რომელსაც გუნდი დოგუკან აპაიდინისა და დოქტორანტი ჰანა რაბლის გარშემო ჯერ კიდევ იკვლევს. ერთი და იგივე ელექტროდების მრავალჯერ გამოყენება დენის სახით ენერგიის მიწოდებისთვის აჩვენებს შესრულების უმნიშვნელო ვარდნას. როგორ შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს კავშირი MOCHA-სა და ელექტროდებს შორის, რათა თავიდან იქნას აცილებული ეფექტურობის ეს ვარდნა, ახლა იკვლევენ გრძელვადიან ექსპერიმენტებს. ”ჩვენ ჯერ კიდევ განაცხადის ადრეულ ეტაპზე ვართ”, - აღნიშნავს დოგუკან აპაიდინი. ”მე მომწონს ამის შედარება მზის სისტემებთან, რომლებიც 30 წლის წინ ბევრად უფრო რთული და ძვირი იყო, ვიდრე დღეს არის. თუმცა, სწორი ინფრასტრუქტურისა და პოლიტიკური ნების შემთხვევაში, MOCH-ები შეიძლება ასევე ფართოდ იქნას გამოყენებული მომავალში CO2-ის სინთეზურ გაზად გადაქცევაში და ამით თავიანთი წვლილი შეიტანონ კლიმატის დაცვაში“, - დარწმუნებულია აპაიდინი.
