Usa ka kaylap nga giapod-apod nga mineral sa yuta, ang α-iron-(III) oxyhydroxide, nakit-an nga usa ka ma-recycle nga katalista alang sa photoreduction sa carbon dioxide ngadto sa formic acid. Kredito: Prof. Kazuhiko Maeda
Ang photoreduction sa CO2 ngadto sa madaladala nga mga sugnod sama sa formic acid (HCOOH) usa ka maayong paagi aron masumpo ang pagtaas sa lebel sa CO2 sa atmospera. Aron matabangan kini nga buluhaton, usa ka research team sa Tokyo Institute of Technology ang mipili og dali nga magamit nga mineral nga nakabase sa iron ug gikarga kini sa usa ka alumina support aron makahimo og catalyst nga episyente nga maka-convert sa CO2 ngadto sa HCOOH, mga 90% nga selectivity!
Ang mga de-kuryenteng sakyanan usa ka madanihon nga kapilian alang sa daghang mga tawo, ug ang usa ka hinungdanon nga hinungdan mao nga wala kini mga emisyon sa carbon. Bisan pa, ang usa ka dako nga disbentaha alang sa kadaghanan mao ang kakulang sa ilang distansya sa pagbiyahe ug taas nga oras sa pag-charge. Dinhi diin ang mga likido nga gasolina sama sa gasolina adunay dako nga bentaha. Ang ilang taas nga densidad sa enerhiya nagpasabut nga layo sa pagbiyahe ug dali nga pag-refuel.
Ang pagbalhin gikan sa gasolina o diesel ngadto sa lahi nga likidong panggatong makawagtang sa mga emisyon sa carbon samtang gipadayon ang mga bentaha sa likidong panggatong. Pananglitan, sa usa ka fuel cell, ang formic acid makapaandar sa makina samtang nagpagawas sa tubig ug carbon dioxide. Bisan pa, kung ang formic acid gihimo pinaagi sa pagkunhod sa atmospheric CO2 ngadto sa HCOOH, nan ang bugtong net output mao ang tubig.
Ang pagsaka sa lebel sa carbon dioxide sa atong atmospera ug ang ilang kontribusyon sa pag-init sa kalibutan karon komon na nga balita. Samtang ang mga tigdukiduki nag-eksperimento sa lainlaing mga pamaagi sa pagsulbad sa problema, usa ka epektibo nga solusyon ang mitumaw—ang paghimo sa sobra nga carbon dioxide sa atmospera nga mga kemikal nga puno sa enerhiya.
Ang paghimo og mga sugnod sama sa formic acid (HCOOH) pinaagi sa photoreduction sa CO2 sa kahayag sa adlaw nakadani og daghang atensyon bag-ohay lang tungod kay ang proseso adunay doble nga benepisyo: kini makapakunhod sa sobra nga emisyon sa CO2 ug makatabang usab sa pagminus sa kakulangon sa enerhiya nga atong giatubang karon. Isip usa ka maayo kaayo nga tigdala sa hydrogen nga adunay taas nga densidad sa enerhiya, ang HCOOH makahatag og enerhiya pinaagi sa pagkasunog samtang nagpagawas lamang og tubig isip by-product.
Aron mahimo kining mapuslanong solusyon nga usa ka realidad, ang mga siyentista nakaugmad og mga photocatalytic system nga makapakunhod sa carbon dioxide sa tabang sa kahayag sa adlaw. Kini nga sistema gilangkoban sa usa ka light-absorbing substrate (ie, usa ka photosensitizer) ug usa ka catalyst nga makapahimo sa multiple electron transfer nga gikinahanglan alang sa pagkunhod sa CO2 ngadto sa HCOOH. Ug busa nagsugod sa pagpangita alang sa angay ug episyente nga mga catalyst!
Photocatalytic nga pagkunhod sa carbon dioxide gamit ang kasagarang gigamit nga compound infographics. Kredito: Propesor Kazuhiko Maeda
Tungod sa ilang kaepektibo ug potensyal nga ma-recycle, ang mga solidong catalyst giisip nga labing maayong mga kandidato alang niini nga buluhaton, ug sa daghang mga tuig, ang mga catalytic capabilities sa daghang cobalt, manganese, nickel ug iron-based metal-organic frameworks (MOFs) gisusi, diin ang ulahi adunay pipila ka mga bentaha kaysa ubang mga metal. Bisan pa, kadaghanan sa mga iron-based catalyst nga gitaho hangtod karon nagpatungha lamang og carbon monoxide isip pangunang produkto, dili HCOOH.
Apan, kini nga problema dali nga nasulbad sa usa ka grupo sa mga tigdukiduki sa Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) nga gipangulohan ni Propesor Kazuhiko Maeda. Sa usa ka bag-o nga pagtuon nga gipatik sa chemical journal nga Angewandte Chemie, ang grupo nagpakita sa usa ka alumina (Al2O3)-supported iron-based catalyst gamit ang α-iron(III) oxyhydroxide (α-FeO​​​ OH; geothite). Ang nobela nga α-FeO​​​OH/Al2O3 catalyst nagpakita sa maayo kaayo nga CO2 ngadto sa HCOOH conversion performance ug maayo kaayo nga recyclability. Sa dihang gipangutana bahin sa ilang gipili nga catalyst, si Propesor Maeda miingon: "Gusto namong susihon ang mas daghang elemento isip mga catalyst sa CO2 photoreduction systems. Kinahanglan namo ang usa ka solid catalyst nga aktibo, ma-recycle, dili makahilo ug dili mahal. Mao nga among gipili ang kaylap nga giapod-apod nga mga mineral sa yuta sama sa goethite alang sa among mga eksperimento."
Ang grupo migamit ug simpleng pamaagi sa impregnation aron sa pag-synthesize sa ilang catalyst. Dayon migamit silag mga materyales nga Al2O3 nga gisuportahan sa iron aron makunhuran ang CO2 sa temperatura sa kwarto pinaagi sa photocatalytically sa presensya sa usa ka ruthenium-based (Ru) photosensitizer, electron donor, ug visible light nga adunay wavelengths nga sobra sa 400 nanometers.
Ang mga resulta makapadasig kaayo. Ang pagkapili sa ilang sistema alang sa pangunang produkto nga HCOOH kay 80–90% nga adunay quantum yield nga 4.3% (nga nagpakita sa kahusayan sa sistema).
Kini nga pagtuon nagpresentar sa usa ka una sa iyang klase nga iron-based solid catalyst nga makamugna og HCOOH kon ipares sa usa ka episyente nga photosensitizer. Gihisgutan usab niini ang kamahinungdanon sa hustong support material (Al2O3) ug ang epekto niini sa photochemical reduction reaction.
Ang mga panabut gikan niini nga panukiduki makatabang sa pagpalambo sa bag-ong mga noble metal-free catalysts para sa photoreduction sa carbon dioxide ngadto sa ubang mapuslanong mga kemikal. "Ang among panukiduki nagpakita nga ang dalan padulong sa usa ka green energy economy dili komplikado. Bisan ang yano nga mga pamaagi sa pag-andam sa catalyst makahatag og maayong mga resulta, ug nahibal-an na nga ang mga compound nga daghan sa yuta, kung gisuportahan sa mga compound sama sa alumina, mahimong magamit isip usa ka selective catalyst para sa pagkunhod sa CO2," panapos ni Prof. Maeda.
Mga Reperensya: "Alumina-Supported Alpha-Iron (III) Oxyhydroxide isip Recyclable Solid Catalyst alang sa CO2 Photoreduction ubos sa Makita nga Kahayag" ni Daehyeon An, Dr. Shunta Nishioka, Dr. Shuhei Yasuda, Dr. Tomoki Kanazawa, Dr. Yoshinobu, Prof.. Toshiyuki Shun Nosuke, Prof. 12 Mayo 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"Mao kana ang dakong bentaha sa mga likidong sugnod sama sa gasolina. Ang ilang taas nga densidad sa enerhiya nagpasabot ug lagyong distansya ug dali nga pag-refuel."
Kumusta man ang pipila ka mga numero? Unsa ang kalainan sa densidad sa enerhiya sa formic acid ug gasolina? Uban sa usa ra ka atomo sa carbon sa pormula sa kemikal, nagduhaduha ko nga kini makaabot sa gasolina.
Gawas pa niana, ang baho makahilo kaayo ug, isip usa ka asido, kini mas makadaot kay sa gasolina. Dili kini mga problema sa inhenyeriya nga dili masulbad, apan gawas kung ang formic acid adunay daghang bentaha sa pagpalapad sa distansya ug pagpamubo sa oras sa pag-refuel sa baterya, lagmit dili kini takos sa paningkamot.
Kon nagplano sila nga mokuha og goethite gikan sa yuta, kini usa ka operasyon sa pagmina nga mogamit og daghang enerhiya ug posibleng makadaot sa kalikupan.
Basin maghisgot silag daghang goethite sa yuta kay nagduda ko nga magkinahanglan kini og dugang enerhiya aron makuha ang gikinahanglan nga hilaw nga materyales ug i-react kini aron ma-synthesize ang goethite.
Kinahanglan nga tan-awon ang tibuok siklo sa kinabuhi sa proseso ug kuwentahon ang gasto sa enerhiya sa tanan. Ang NASA walay nakit-an nga gitawag og libreng paglusad. Kinahanglan nga hinumdoman kini sa uban.
SciTechDaily: Pinuy-anan sa pinakamaayong balita sa teknolohiya sukad niadtong 1998. Padayong updated sa pinakabag-ong balita sa teknolohiya pinaagi sa email o social media.
Ang paghunahuna lang sa aso ug makahubog nga lami sa BBQ igo na aron makalaway ang kadaghanan sa mga tawo. Ania na ang ting-init, ug alang sa daghan…