Ny proces genbruger mere effektivt overskydende kuldioxid til brændstof, undersøgelse finder

Årevis, forskere har arbejdet på at genbruge overskydende atmosfærisk kuldioxid til nye kemikalier, brændstoffer og andre produkter, der traditionelt er fremstillet af kulbrinter høstet fra fossile brændstoffer. Den seneste indsats for at afbøde de klimatiske virkninger af drivhusgasser i atmosfæren har kemikere på tæerne for at finde de mest effektive midler muligt. En ny undersøgelse introducerer en elektrokemisk reaktion, forstærket af polymerer, at forbedre CO ₂ -til-ethylen omdannelseseffektivitet i forhold til tidligere forsøg.

Resultaterne af undersøgelsen ledet af University of Illinois Urbana-Champaign kemiprofessor Andrew Gewirth og kandidatstuderende Xinyi (Stephanie) Chen er offentliggjort i tidsskriftet Naturlig katalyse .

Tillader CO ₂ gas til at strømme gennem et reaktionskammer udstyret med kobberelektroder og en elektrolytopløsning er den mest almindelige metode, forskere bruger til at omdanne CO ₂ til nyttige kulstofholdige kemikalier, undersøgelsen rapporterer.

"Kobbermetal er meget selektivt over for den type kulstof, der danner ethylen, " sagde Gewirth. "Forskellige elektrodematerialer vil producere forskellige kemikalier som kulilte i stedet for ethylen, eller en blanding af andre kulstofkemikalier. Det, vi har gjort i denne undersøgelse, er at designe en ny slags kobberelektrode, der producerer næsten udelukkende ethylen."

Tidligere undersøgelser har brugt andre metaller og molekylære belægninger på elektroden for at hjælpe med at lede CO ₂ -reduktionsreaktioner, undersøgelsen rapporterer. Imidlertid, disse belægninger er ikke stabile, ofte nedbrydes under reaktionsprocessen og falder væk fra elektroderne." Hvad vi gjorde anderledes i denne undersøgelse var at kombinere kobberionerne og polymererne til en opløsning, påfør derefter opløsningen på en elektrode, trække polymeren ind i kobberet, " sagde Chen.

I laboratoriet, holdet fandt ud af, at de nye polymer-indblæste elektroder var mindre tilbøjelige til at bryde ned og producerede mere stabile kemiske mellemprodukter, resulterer i mere effektiv ethylenproduktion. "Vi var i stand til at omdanne CO ₂ til ethylen med en hastighed på op til 87 %, afhængig af den anvendte elektrolyt, " sagde Chen. "Det er højere end tidligere rapporter om konverteringsrater på omkring 80 % ved brug af andre typer elektroder."

"Med udviklingen af ​​økonomiske kilder til elektricitet, kombineret med den øgede interesse for CO ₂ -reduktionsteknologi, vi ser et stort potentiale for kommercialisering af denne proces, " sagde Gewirth.