Výskumníci z VCU objavili účinný katalyzátor pre termochemickú premenu oxidu uhličitého na kyselinu mravčiu – objav, ktorý by mohol poskytnúť novú stratégiu zachytávania uhlíka, ktorú je možné obmedziť v čase, keď svet zápasí so zmenou klímy. Potenciálne dôležitý faktor pre atmosférický oxid uhličitý.
„Je dobre známe, že rýchly nárast skleníkových plynov v atmosfére a ich škodlivé účinky na životné prostredie sú jednou z hlavných výziev, ktorým dnes ľudstvo čelí,“ povedal hlavný autor Dr. Shiv N. Khanna, emeritný profesor Commonwealthu na katedre fyziky na Fakulte humanitných vied VCU. „Katalytická premena CO2 na užitočné chemikálie, ako je kyselina mravčia (HCOOH), je nákladovo efektívna alternatívna stratégia na zmiernenie nepriaznivých účinkov CO2. Kyselina mravčia je kvapalina s nízkou toxicitou, ktorá sa ľahko prepravuje a skladuje pri okolitej teplote. Môže sa tiež použiť ako chemický prekurzor s vysokou pridanou hodnotou, nosič vodíka a možná budúca náhrada fosílnych palív.“
Hanna a fyzik Dr. Turbasu Sengupta z VCU zistili, že viazané zhluky kovových chalkogenidov môžu pôsobiť ako katalyzátory termochemickej premeny CO2 na kyselinu mravčiu. Ich výsledky sú opísané v článku s názvom „Premena CO2 na kyselinu mravčiu ladením kvantových stavov v zhlukoch kovových chalkogenidov“, publikovanom v časopise Communications Chemistry of Nature Portfolio.
„Ukázali sme, že so správnou kombináciou ligandov je možné výrazne znížiť reakčnú bariéru premeny CO2 na kyselinu mravčiu, čo výrazne urýchli produkciu kyseliny mravčej,“ povedal Hanna. „Povedali by sme teda, že tieto deklarované katalyzátory by mohli uľahčiť alebo sprístupniť syntézu kyseliny mravčej. Použitie väčších zhlukov s väčším počtom väzbových miest pre ligandy alebo pripojením účinnejších donorových ligandov je v súlade s našimi ďalšími zlepšeniami v premene kyseliny mravčej v porovnaní s tým, čo ukazujú výpočtové simulácie.“
Štúdia nadväzuje na Hannovu predchádzajúcu prácu, ktorá ukazuje, že správna voľba ligandu môže zmeniť klaster na superdonor, ktorý daruje elektróny, alebo akceptor, ktorý prijíma elektróny.
„Teraz ukazujeme, že rovnaký efekt má veľký potenciál v katalýze založenej na zhlukoch kovových chalkogenidov,“ hovorí Hanna. „Schopnosť syntetizovať stabilné viazané zhluky a kontrolovať ich schopnosť darovať alebo prijímať elektróny otvára novú oblasť katalýzy, pretože väčšina katalytických reakcií závisí od katalyzátorov, ktoré darujú alebo prijímajú elektróny.“
Jeden z prvých experimentálnych vedcov v tejto oblasti, Dr. Xavier Roy, docent chémie na Kolumbijskej univerzite, navštívi 7. apríla VCU na jarnom sympóziu katedry fyziky.
„Budeme s ním spolupracovať, aby sme zistili, ako môžeme vyvinúť a implementovať podobný katalyzátor s využitím jeho experimentálneho laboratória,“ povedal Hanna. „Už sme úzko spolupracovali s jeho skupinou, kde syntetizovali nový typ magnetického materiálu. Tentoraz bude katalyzátorom on.“
Prihláste sa na odber noviniek VCU na newsletter.vcu.edu a dostávajte do svojej schránky vybrané príbehy, videá, fotografie, zostrihy správ a zoznamy podujatí.
Skupina CoStar oznamuje investíciu 18 miliónov dolárov pre VCU na výstavbu umeleckého a inovačného centra CoStar