Brug af en blød krystal til at visualisere, hvordan absorberet kuldioxid opfører sig i væske

Et team af forskere er lykkedes med at visualisere, hvordan kuldioxid (CO ₂ ) opfører sig i en ionisk væske, der selektivt absorberer CO ₂ . Fundet forventes at hjælpe med at udvikle mere effektive metoder til at fange CO ₂ i atmosfæren, en af ​​de vigtigste faktorer, der forårsager global opvarmning.

Kuldioxid (CO ₂ ) niveauer i atmosfæren - en vigtig faktor i global opvarmning - fortsætter med at stige hvert år, skabe alvorlige bekymringer om Jordens fremtid. For at standse den globale opvarmning, vores industrisamfund skal udlede meget mindre CO ₂ . En måde at opnå dette på er at separere og opsamle CO ₂ før det slippes ud i atmosfæren. Mens nogle sådanne bestræbelser allerede er i gang, de har ikke været særlig effektive. Der er således et presserende behov for at udvikle teknologi, der kan udskille og opsamle CO ₂ mere effektivt, både for at beskytte miljøet, men også for at fremme genanvendelse af CO ₂ som en ressource.

Brugen af ​​ionvæsker til effektivt at absorbere CO ₂ har været genstand for intensiv forskning. Endnu mere undersøgelse af, hvordan CO ₂ absorberet i ioniske væsker opfører sig er nødvendig for at forbedre de materialer, der bruges i CO ₂ adskillelse og indsamlingsproces. Da ioniske væsker er en væske uden regelmæssig struktur, det har været svært direkte at observere CO-tilstanden ₂ optaget i dem.

I nærværende undersøgelse, et hold af videnskabsmænd, der omfattede professorerne Shin-ichiro Noro og Takayoshi Nakamura, begge fra Hokkaido University's Graduate School of Environmental Science, fokuseret på en blød krystal, et stof, der besidder både en væskes blødhed og en krystals regelmæssighed. De syntetiserede en blød krystal indeholdende komponenter af en ionisk væske, der absorberede CO ₂ . Som forventet, den bløde krystal bevarede sin regelmæssighed, selv efter at den havde absorberet CO ₂ , gør det muligt at udføre røntgendiffraktionsanalyse.

Analysen viste den absorberede CO ₂ interagerer med både fluor- og oxygenatomer i bis(trifluormethylsulfonyl)imid-anionen, en komponent af den ioniske væske. Desuden, videnskabsmændenes teoretiske analyse viste, at der eksisterer spredning og elektrostatiske interaktioner mellem CO ₂ og rammerne, skaber den kraft, der binder CO ₂ til anionen.

Holdets resultater forventes at være nyttige til at designe og udvikle ioniske væsker, der er i stand til effektivt at adskille og opsamle CO ₂ , og vil sandsynligvis fremskynde praktisk anvendelse af sådanne væsker, et afgørende skridt til at lindre de negative virkninger af global opvarmning.

Shin-ichiro Noro fokuserer på udvikling af porøse materialer for at bidrage til miljøgenopretning og -bevaring, mens Takayoshi Nakamuras arbejde er fokuseret på udviklingen af ​​molekylære enheder til en bred vifte af applikationer.