Foto Bron: MaxPixel. (CC0)
Chemici het 'n molekule ontwerp wat lig of elektrisiteit gebruik om koolstofdioksied in koolstofmonoksied te omskep - 'n koolstofneutrale brandstofbron - meer doeltreffend as enige ander metode van koolstofvermindering.
"As jy 'n doeltreffende genoeg molekule vir hierdie reaksie kan skep, sal dit energie lewer wat vry en opbergbaar is in die vorm van brandstowwe," sê die leier Liang-shi Li, medeprofessor in die chemie-afdeling by Indiana Universiteit Bloomington. "Hierdie studie is 'n groot sprong in daardie rigting."
Brandstofbrandstof soos koolmonoksied veroorsaak koolsuurgas en stel energie vry. Om koolstofdioksied terug te keer in brandstof vereis ten minste dieselfde hoeveelheid energie. 'N belangrike doelwit onder wetenskaplikes is die vermindering van die oortollige energie wat nodig is.
Dit is presies wat Li se molekule bereik: die minste hoeveelheid energie wat tot dusver aangemeld word, vereis die vorming van koolstofmonoksied. Die molekuul - 'n nanograaf-renium-kompleks verbind deur 'n organiese verbinding bekend as bipiridien. Dit lei tot 'n hoogs doeltreffende reaksie wat koolstofdioksied na koolstofmonoksied omskakel.
Die vermoë om koolstofmonoksied doeltreffend en uitsluitlik te skep, is betekenisvol as gevolg van die veelzijdigheid van die molecuul.
"Koolstofmonoksied is 'n belangrike grondstof in baie industriële prosesse," sê Li. "Dit is ook 'n manier om energie as 'n koolstofneutrale brandstof te stoor, aangesien jy nie meer koolstof in die atmosfeer terugbring as wat jy alreeds verwyder het nie. Jy herlaai eenvoudig die sonkrag wat jy gebruik het om dit te maak. "
Die geheim vir die molekuul se doeltreffendheid is nanograaf-'n nanometer-skaal stuk grafiet, 'n algemene vorm van koolstof (dws die swart "lood" in potlode) - omdat die materiaal se donker kleur 'n groot hoeveelheid sonlig absorbeer.
Li sê dat bipiridien-metaalkomplekse lank reeds bestudeer is om koolstofdioksied na koolstofmonoksied met sonlig te verminder. Maar hierdie molekules kan slegs 'n klein slyp van die lig in sonlig gebruik, hoofsaaklik in die ultravioletreeks, wat onsigbaar is vir die blote oog. In teenstelling neem die molekule voordeel uit die ligabsorberende krag van nanograaf om 'n reaksie te skep wat sonlig in die golflengte gebruik tot 600-nanometers - 'n groot deel van die sigbare ligspektrum.
In wese sê Li die molekuul as 'n tweedelige stelsel: 'n nanograaf "energieversamelaar" wat energie absorbeer van sonlig en 'n atoomrenium-enjin wat koolstofmonoksied veroorsaak. Die energieversamelaar dryf 'n stroom elektrone na die reniumatoom, wat herhaaldelik die normaal stabiele koolstofdioksied bind tot koolstofmonoksied.
Die idee om nanograaf aan die metaal te koppel, het ontstaan uit Li se vroeëre pogings om 'n meer doeltreffende sonkrag met die koolstofgebaseerde materiaal te skep. "Ons het onsself gevra: Kan ons die middelman-sonselle uitskakel en die ligabsorberende gehalte van nanograwe alleen gebruik om die reaksie te bestuur?" Sê hy.
Vervolgens beplan Li om die molekuul kragtiger te maak, insluitend om dit langer te hou en in 'n nie-vloeibare vorm te oorleef, aangesien soliede katalisators makliker in die werklike wêreld gebruik kan word. Hy is ook besig om die reniumatoom in die molekule te vervang - 'n seldsame element - met mangaan, 'n meer algemene en goedkoper metaal.
Die Universiteit van Indiana se Kantoor van die Vice Provost for Research en die National Science Foundation ondersteun die navorsing wat in die Tydskrif van die Amerikaanse Chemiese Vereniging.
Bron: Indiana University
verwante Boeke
at InnerSelf Market en Amazon
