א ברייט פארשפרייטער באָדן מינעראַל, α-אייַזן-(III) אָקסהידראָקסייד, איז געפונען געוואָרן צו זיין אַ ריסייקלאַבאַל קאַטאַליסט פֿאַר די פאָטאָרעדוקציע פון ​​קוילן דייאַקסייד צו פאָרמיק זויער. קרעדיט: פּראָף. קאַזוהיקאָ מאַעדאַ
פאָטאָרעדוקציע פון ​​CO2 צו טראַנספּאָרטאַבלע ברענשטאָפֿן ווי פֿאָרמיק זויער (HCOOH) איז אַ גוטער וועג צו באַקעמפֿן די שטײַגנדיקע CO2 לעוועלס אין דער אַטמאָספֿערע. כּדי צו העלפֿן מיט דעם אויפֿגאַבע, האָט אַ פֿאָרשונג־מאַנשאַפֿט בײַם טאָקיאָ אינסטיטוט פֿון טעכנאָלאָגיע אויסגעקליבן אַ לייכט צוטריטלעכן אײַזן־באַזירטן מינעראַל און עס אַרויפֿגעלייגט אויף אַן אַלומינאַ שטיצע כּדי צו אַנטוויקלען אַ קאַטאַליסט וואָס קען עפֿעקטיוו קאָנווערטירן CO2 אין HCOOH, בערך 90% סעלעקטיוויטעט!
עלעקטרישע וועהיקלעך זענען אן אטראקטיווע אפציע פאר אסאך מענטשן, און א הויפט סיבה איז אז זיי האבן נישט קיין קוילן-שטאף אויסשטויסן. א גרויסער חסרון פאר אסאך, אבער, איז זייער מאנגל אין רייכווייט און לאנגע אויפלאדונג צייטן. דא האבן פליסיגע ברענשטאפן ווי בענזין א גרויסן פארטייל. זייער הויכע ענערגיע געדיכטקייט מיינט לאנגע רייכווייטן און שנעל אויפלאדן.
איבערגיין פון בענזין אדער דיזל צו אן אנדערן פליסיגן ברענשטאף קען עלימינירן קוילן-שטאף אויסשטויסן בשעת'ן באהאלטן די מעלות פון פליסיגע ברענשטאפן. אין א ברענשטאף צעל, למשל, קען פארמיק זויער קראפטן א מאטאר בשעת'ן ארויסלאזן וואסער און קוילן-שטאף דיאקסייד. אבער, אויב פארמיק זויער ווערט פראדוצירט דורך רעדוצירן אטמאספערישער CO2 צו HCOOH, דאן איז די איינציגסטע נעץ ארויסגאבע וואסער.
שטייגנדיקע קוילן דייאַקסייד לעוועלס אין אונדזער אַטמאָספער און זייער ביישטייער צו גלאבאלע אנווארימונג זענען איצט אלגעמיינע נייעס. ווי פארשער האבן עקספּערימענטירט מיט פארשידענע צוגאנגען צום פראבלעם, איז ארויסגעקומען אן עפעקטיווע לייזונג - פארוואנדלען איבעריגע קוילן דייאַקסייד אין דער אַטמאָספער אין ענערגיע-רייכע כעמיקאלן.
די פּראָדוקציע פֿון ברענשטאָפֿן ווי פֿאָרמיש זויער (HCOOH) דורך פֿאָטאָרעדוקציע פֿון CO2 אין זונשײַן האָט לעצטנס אָנגעצויגן אַ סך אויפֿמערקזאַמקייט ווײַל דער פּראָצעס האָט אַ טאָפּלטן נוץ: עס רעדוצירט איבעריקע CO2 אויסשטויסן און העלפֿט אויך מינימיזירן די ענערגיע וואָס מיר האָבן איצט פֿאַר אַ מאַנגל. ווי אַן אויסגעצייכנטער טרעגער פֿאַר וואַסערשטאָף מיט אַ הויכער ענערגיע געדיכטקייט, קען HCOOH צושטעלן ענערגיע דורך פֿאַרברענונג בשעת עס באַפֿרײַט בלויז וואַסער ווי אַ בײַפּראָדוקט.
כּדי צו מאַכן די דאָזיקע לוקראַטיווע לייזונג אַ פאַקט, האָבן וויסנשאַפֿטלער אַנטוויקלט פֿאָטאָקאַטאַליטישע סיסטעמען וואָס רעדוצירן קאַרבאָן דייאַקסייד מיט דער הילף פֿון זונשייַן. די סיסטעם באַשטייט פֿון אַ ליכט-אַבזאָרביִרנדיקן סאַבסטראַט (ד"ה, אַ פֿאָטאָסענסיטיזער) און אַ קאַטאַליסט וואָס ערמעגליכט דעם קייפלן עלעקטראָן איבערפֿירונג וואָס איז נויטיק פֿאַר דער רעדוקציע פֿון CO2 צו HCOOH. און אַזוי האָט מען אָנגעהויבן זוכן פּאַסיקע און עפֿעקטיווע קאַטאַליזאַטאָרן!
פאָטאָקאַטאַליטישע רעדוקציע פון ​​קאַרבאָן דייאַקסייד ניצן אָפט גענוצטע קאַמפּאַונד אינפאָגראַפיקס. קרעדיט: פּראָפעסאָר קאַזוהיקאָ מאַעדאַ
צוליב זייער עפעקטיווקייט און מעגלעכע ריסייקלאַביליטי, ווערן האַרטע קאַטאַליסטן באַטראַכט ווי די בעסטע קאַנדידאַטן פֿאַר דעם אויפֿגאַבע, און איבער די יאָרן, זענען די קאַטאַליטישע מעגלעכקייטן פון פילע קאָבאַלט, מאַנגאַן, ניקאַל און אייַזן-באַזירטע מעטאַל-אָרגאַנישע פריימווערקס (MOFs) געוואָרן אויסגעפאָרשט, צווישן וועלכע די לעצטע האט עטלעכע מעלות איבער אַנדערע מעטאַלן. אָבער, רובֿ אייַזן-באַזירטע קאַטאַליסטן וואָס זענען ביז איצט געמאָלדן געוואָרן פּראָדוצירן בלויז קאַרבאָן מאָנאָקסייד ווי דער הויפּט פּראָדוקט, נישט HCOOH.
אבער, דאס פראבלעם איז שנעל געלעזט געווארן דורך א גרופע פארשער ביים טאקיא אינסטיטוט פון טעכנאלאגיע (טאקיא טעק) אנגעפירט דורך פראפעסאר קאזוהיקא מעדא. אין א פרישער שטודיע ארויסגעגעבן אין דער כעמישער זשורנאל Angewandte Chemie, האט די גרופע דעמאנסטרירט אן אלומינע (Al2O3)-געשטיצטן אייזן-באזירטן קאטאליזאטאר ניצנדיג α-אייזן(III) אקסיהידראקסייד (α-FeO​​​ OH; געאטיט). דער נייער α-FeO​​​OH/Al2O3 קאטאליזאטאר ווייזט אן אויסגעצייכנטע CO2 צו HCOOH קאנווערזיע פערפארמאנס און אויסגעצייכנטע ריסייקלאַביליטי. ווען געפרעגט וועגן זייער אויסוואל פון קאטאליזאטאר, האט פראפעסאר מעדא געזאגט: "מיר ווילן אויספארשן מער פארשפרייטע עלעמענטן אלס קאטאליזאטארן אין CO2 פאטארעדוקציע סיסטעמען. מיר דארפן א פעסטן קאטאליזאטאר וואס איז אקטיוו, ריסייקלאַבאַל, נישט-טאקסיש און ביליג. דעריבער האבן מיר אויסגעקליבן ברייט פארשפרייטע באָדן מינעראלן ווי געאטיט פאר אונזערע עקספערימענטן."
די מאַנשאַפֿט האָט גענוצט אַ פּשוטע אימפּרעגנאַציע מעטאָדע צו סינטעזירן זייער קאַטאַליסט. זיי האָבן דערנאָך גענוצט אייַזן-געשטיצטע Al2O3 מאַטעריאַלן צו פאָטאָקאַטאַליטיש רעדוצירן CO2 ביי צימער טעמפּעראַטור אין דער אנוועזנהייט פון אַ רוטעניום-באַזירט (Ru) פאָטאָסענסיטיזער, עלעקטראָן דאָנאָר, און זעבאר ליכט מיט כוואַליע לענגקטס איבער 400 נאַנאָמעטער.
די רעזולטאַטן זענען זייער ענקערידזשינג. די סעלעקטיוויטי פון זייער סיסטעם פֿאַר די הויפּט פּראָדוקט HCOOH איז געווען 80-90% מיט אַ קוואַנטום ייעלד פון 4.3% (וואָס ווייַזט די עפעקטיווקייַט פון די סיסטעם).
די שטודיע שטעלט פאר א ערשטן-פון-זיין-סארט אייזן-באזירטן פעסטן קאַטאַליסט וואָס קען דזשענערירן HCOOH ווען עס ווערט געפּאָרט מיט אַן עפעקטיוון פאָטאָסענסיטיזער. עס דיסקוטירט אויך די וויכטיקייט פון געהעריקן שטיצע מאַטעריאַל (Al2O3) און זיין ווירקונג אויף דער פאָטאָכעמישער רעדוקציע רעאַקציע.
איינזיכטן פון דעם פאָרשונג קענען העלפֿן אַנטוויקלען נייע איידעלע מעטאַל-פֿרייע קאַטאַליסטן פֿאַר דער פֿאָטאָרעדוקציע פֿון קוילן דייאַקסייד צו אַנדערע נוצלעכע כעמיקאַלן. "אונדזער פאָרשונג ווײַזט אַז דער וועג צו אַ גרינער ענערגיע עקאָנאָמיע איז נישט קאָמפּליצירט. אפילו פּשוטע קאַטאַליסט צוגרייטונג מעטאָדן קענען ברענגען גרויסע רעזולטאַטן, און עס איז באַקאַנט אַז ערד-רייכע קאַמפּאַונדז, אויב געשטיצט דורך קאַמפּאַונדז ווי אַלומינאַ, קענען ווערן גענוצט ווי אַ סעלעקטיווער קאַטאַליסט פֿאַר CO2 רעדוקציע," קאָנקלודירט פּראָפֿ. מאַעדאַ.
רעפערענצן: "אַלומינאַ-געשטיצט אַלף-יראָן (III) אָקסיהידראָקסידע ווי אַ רעסיקלאַבלע האַרט קאַטאַליסט פֿאַר קאָ2 פאָטאָרעדוקציע אונטער קענטיק ליכט" דורך Daehyeon An, Dr. Shunta Nishioka, Dr. Shuhei Yasuda, Dr. Tomoki Kanazawa, Dr. Yoshinobu Kamakura, Prof. קאַזוהיקאָ מאַעדאַ, 12 מאי 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"דאָס איז וואו פליסיקע ברענשטאָפֿן ווי בענזין האָבן אַ גרויסן פֿאָרטייל. זייער הויכע ענערגיע געדיכטקייט מיינט לאַנגע רייכווייטן און שנעלע רעפֿולענינג."
ווי וועגן עטלעכע נומערן? ווי פאַרגלייכט זיך די ענערגיע געדיכטקייט פון פאָרמיק זויער צו בענזין? מיט בלויז איין קאַרבאָן אַטאָם אין דער כעמישער פאָרמולע, צווייפל איך אַז עס וואָלט אפילו קומען נאָענט צו בענזין.
דערצו, איז דער שמעק זייער גיפטיג, און אלס א זויער איז עס מער קאראזיוו ווי בענזין. דאס זענען נישט קיין אומלעזבארע אינזשעניריע פראבלעמען, אבער אויב פארמיש זויער גיט נישט באדייטנדע מעלות אין פארגרעסערן די רייכווייט און רעדוצירן די צייט ווען מען זאמלט א באטעריע, איז עס מסתמא נישט ווערט די מי.
אויב זיי וואָלטן פּלאַנירט צו עקסטראַקטירן גאָעטהיטע פֿון דער ערד, וואָלט עס געווען אַן ענערגיע-אינטענסיווע מינערייַ אָפּעראַציע און פּאָטענציעל שעדלעך פֿאַר דער סביבה.
זיי קענען דערמאָנען אַ סך גאָעטהייט אין דער ערד, ווײַל איך כאָשעד אַז עס וואָלט גענומען מער ענערגיע צו באַקומען די נויטיקע רוי מאַטעריאַלן און זיי רעאַגירן צו סינטעזירן גאָעטהייט.
עס איז נויטיק צו קוקן אויף דעם גאנצן לעבנס-ציקל פון דעם פראצעס און אויסרעכענען די ענערגיע קאסטן פון אלעס. נאסא האט נישט געפונען אזא זאך ווי א פרייע לאנטש. אנדערע דארפן דאס האלטן אין זינען.
SciTechDaily: היים פון די בעסטע טעק נייעס זינט 1998. בלייבט אפדעיטעד מיט די לעצטע טעק נייעס דורך אימעיל אדער סאציאלע מידיא.
נאָר טראַכטן וועגן די רויכיקע און משכרותדיקע טאַמעס פון באַרביקיו איז גענוג צו מאַכן רובֿ מענטשן שפּייען. זומער איז דאָ, און פֿאַר פילע...