En elektron motorvej på vej mod methanol

Det blev meget lettere at lave methanol, nu hvor kemikere i Yale har åbnet en ny elektronmotorvej.

Opdagelsen, offentliggjort online 27. november i tidsskriftet Natur , finder en ny løsning til to kemiske opgaver:fremstilling af methanol - en flygtig, flydende brændstof, der er værdsat af industrien - og fjerner kuldioxid fra atmosfæren. Hailiang Wang, en adjunkt i kemi ved Yale og medlem af Energy Sciences Institute på Yales West Campus, ledet forskningen.

Methanol bruges i en række forskellige produkter, inklusive frostvæske, fortyndere, og glasrensere. Det bruges også til at producere biodieselbrændstof, plast, krydsfiner, og permanent pressetøj.

Yale -forskere udviklede en katalysator, der omdanner kuldioxid og vand til methanol ved hjælp af elektricitet. Det er en type katalysator kaldet en heterogen molekylær elektrokatalysator - "heterogen", fordi det er et fast katalysatormateriale, der fungerer i en flydende elektrolyt, og "molekylær", fordi katalysatorens aktive sted er en molekylær struktur.

Den særlige struktur for den nye katalysator er nøglen, Sagde Wang.

Han og hans team forankrede individuelle molekyler af kobolt phthalocyanin (eller dets derivat) på overfladen af ​​carbon nanorør, rør i nanometerstørrelse af sammenrullede grafenlag. Nanorørene fungerer som en motorvej for elektroner, skabe en hurtig og kontinuerlig levering af elektroner til de katalytiske steder til omdannelse af kuldioxid til methanol. Det er en proces med seks elektronreduktioner, sagde forskerne, hvilket betyder, at seks elektroner injiceres i et kuldioxidmolekyle.

Inden denne opdagelse, en mere begrænset levering af elektroner-en to-elektron reduktionsproces-betød, at molekylære katalysatorer kun var i stand til at omdanne kuldioxid til produkter såsom kulilte.

"Heterogeniserede molekylære katalysatorer giver vores gruppe mulighed for at lave ny kemi og kendt kemi på bedre måder, og dette er et eksempel, "Sagde Wang.

Yueshen Wu, en kandidatstuderende på Yale, er første forfatter til undersøgelsen. Medforfattere er postdoktor Xu Lu fra Yale og lektor Yongye Liang og kandidatstuderende Zhan Jiang fra Southern University of Science and Technology i Kina.