کاتالیزوری جدید برای کاهش دی‌اکسید‌کربن
کاتالیزوری جدید برای کاهش دی‌اکسید‌کربن
مجله علمی ایلیاد - محققین دانشگاه ایالتی اورگن آمریکا، به کمک علم الکتروشیمی، پیشرفت مهمی در زمینه‌ی تبدیل گازهای گلخانه‌ای به شکل‌های قابل استفاده کربن ایجاد کرده‌اند. نتایج این مطالعه توسط «ژنزینگ فنگ» از دانشگاه ایالتی اورگن و همکارانش از دانشگاه علوم و تکنولوژی جنوبی چین در مجله‌ی Nature Energy چاپ شده است.
کاتالیزور مورد استفاده در این مطالعه، قادر است به صورت انتخابی دی‌اکسید‌کربن را به مونواکسیدکربن تبدیل کند. کاتالیزور در واقع ماده‌ای است که سرعت انجام واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهد، ولی در واکنش شرکت نمی‌کند.
فنگ می‌گوید: «تبدیل دی‌اکسید‌کربن به مونواکسیدکربن برای محیط‌زیست و توسعه‌ی پایدار مفید است. استفاده از واکنش‌های شیمیایی مرسوم در دمای بالا برای انجام این تبدیل، نیاز به انرژی بالایی دارد، ولی واکنش‌های الکتروشیمیایی برای انجام این تبدیل می‌توانند در دمای اتاق نیز انجام شوند و انرژی مورد نیاز برای این واکنش‌ها را نیز می‌توان از منابعی مانند انرژی خورشیدی کسب کرد تا فرآیند کاملاً سبز باشد.»
در واکنش الکتروشیمیایی تبدیل، نانوکاتالیزور فلزی این قابلیت را دارد تا به تبدیل دی‌اکسید‌کربن به محصولات کربنی مفید کمک کند. کنترل کردن ساختار این ماده‌ی نانو اهمیت بالایی دارد، زیرا شکل ساختار کاتالیزور بر روی ماده‌ی تولیدی تاثیر زیادی دارد و می‌تواند منجر به تولید مونواکسیدکربن، متان و یا حتی اسید فرمیک شود.
دکتر فنگ می‌گوید: «از آنجا که امکان تولید محصولات زیادی در واکنش الکتروشیمیایی تبدیل دی‌اکسید‌کربن وجود دارد، حالت انتخابی در آن معمولاً پایین بوده و بازده کمی دارد. بنابراین در این واکنش باید به نحوی حالت انتخابی را بالا برد که یک محصول خاص ایجاد شود. ما تلاش کرده‌ایم که محصول تولیدی مونواکسیدکربن باشد. تا کنون در مطالعات دیگر تلاش‌های زیادی در این زمینه شده بود، ولی پیشرفت کمی حاصل شده بود.»
فنگ و همکارانش از یک استراتژی جدید استفاده کردند. آن‌ها فتالوسیانین نیکل را به‌عنوان یک الکتروکاتالیزور تهیه کردند و دریافتند که کارایی آن برای تولید مونواکسیدکربن بسیار بالا است.
فنگ می‌گوید: «ما برای درک مکانیسم عملکرد کاتالیزور با استفاده از طیف‌سنجی اشعه‌ی ایکس، تغییرات کاتالیزور در حین واکنش را پایش کردیم و نقش کاتالیزور در انجام واکنش را پیدا کردیم. به این ترتیب، ما توانستیم یک کاتالیزور با کارایی بالا بسازیم و همچنین با مشخص کردن مکانیسم عملکرد آن، می‌توانیم به بهبود کارایی آن در آینده نیز امیدوار باشیم.»