Изследователи от VCU са открили ефективен катализатор за термохимичното превръщане на въглеродния диоксид в мравчена киселина - откритие, което би могло да осигури нова стратегия за улавяне на въглерод, която може да бъде намалена, тъй като светът се бори с изменението на климата. Потенциално важен агент за атмосферния въглероден диоксид.
„Добре известно е, че бързото нарастване на парниковите газове в атмосферата и тяхното вредно въздействие върху околната среда е едно от основните предизвикателства, пред които е изправено човечеството днес“, каза водещият автор д-р Шив Н. Хана, почетен професор от Британската общност в катедрата по физика във Факултета по хуманитарни науки на VCU. „Каталитичното преобразуване на CO2 в полезни химикали като мравчена киселина (HCOOH) е рентабилна алтернативна стратегия за смекчаване на неблагоприятните ефекти на CO2. Мравчената киселина е течност с ниска токсичност, която е лесна за транспортиране и съхранение при стайна температура. Тя може да се използва и като химически прекурсор с висока добавена стойност, носител на водород и евентуален бъдещ заместител на изкопаемите горива.“
Хана и физикът-изследовател от VCU д-р Турбасу Сенгупта откриха, че свързаните клъстери от метални халкогениди могат да действат като катализатори за термохимичното превръщане на CO2 в мравчена киселина. Резултатите им са описани в статия, озаглавена „Превръщане на CO2 в мравчена киселина чрез настройване на квантови състояния в клъстери от метални халкогениди“, публикувана в Communications Chemistry of Nature Portfolio.
„Показахме, че с правилната комбинация от лиганди, реакционната бариера за превръщане на CO2 в мравчена киселина може да бъде значително намалена, което значително ускорява производството на мравчена киселина“, каза Хана. „Така че бихме казали, че тези претендирани катализатори биха могли да направят синтеза на мравчена киселина по-лесен или по-осъществим. Използването на по-големи клъстери с повече места за свързване на лиганди или чрез прикрепване на по-ефективни донорни лиганди е в съответствие с нашите по-нататъшни подобрения в превръщането на мравчена киселина, които могат да бъдат постигнати в сравнение с показаното в изчислителните симулации.“
Изследването се основава на предишната работа на Хана, показваща, че правилният избор на лиганд може да превърне клъстер в супердонор, който дарява електрони, или акцептор, който приема електрони.
„Сега показваме, че същият ефект има голям потенциал при катализа, базиран на метални халкогенидни клъстери“, казва Хана. „Способността за синтезиране на стабилни свързани клъстери и контролиране на способността им да отдават или приемат електрони отваря нова област на катализа, тъй като повечето каталитични реакции зависят от катализатори, които отдават или приемат електрони.“
Един от първите учени-експериментатори в областта, д-р Ксавие Рой, доцент по химия в Колумбийския университет, ще посети VCU на 7 април за Пролетния симпозиум на катедрата по физика.
„Ще работим с него, за да видим как можем да разработим и внедрим подобен катализатор, използвайки неговата експериментална лаборатория“, каза Хана. „Вече работихме в тясно сътрудничество с неговата група, където те синтезираха нов вид магнитен материал. Този път той ще бъде катализаторът.“
Абонирайте се за бюлетина на VCU на newsletter.vcu.edu и получавайте подбрани истории, видеоклипове, снимки, новинарски клипове и списъци със събития във вашата пощенска кутия.
CoStar Group обявява 18 милиона долара за VCU за изграждането на Център за изкуства и иновации CoStar