Super-selektive katalysatorer er nøglen til kulstofomdannelse

Katalysatorer kan vise sig at være nøglen til at omdanne kuldioxid og kulilte til produkter med værditilvækst, men deres effektivitet afhænger af, at de er selektive i, hvordan de fungerer.

Forskere ved University of Adelaide opfinder bedre materialer til at lave den næste generation af katalysatorer, der vil hjælpe med at skabe alternative brændstoffer, der kan hjælpe med at reducere vores CO2-fodaftryk.

Lektor Yan Jiao er forskningsdirektør ved University of Adelaides School of Chemical Engineering and Advanced Materials. Ved at undersøge, hvordan katalysatorer opfører sig, hendes team er ved at finde levedygtige måder at producere alternative kemikalier og brændstoffer fra kuldioxid og monoxid.

"Verdens fremtidige energibehov vil sandsynligvis blive dækket af en blanding af vedvarende kilder, herunder alternative flydende brændstoffer, som har den fordel, at de kan leveres og udnyttes ved hjælp af eksisterende teknologi, " sagde professor Jiao.

Professor Jiaos team arbejder inden for beregningselektrokemi og design af energimaterialer ved hjælp af beregningsmetoder.

"Genereret vedvarende elektricitet kan føre til både kortsigtede og langsigtede fordele for vores samfund, men den nuværende flaskehals er konvertering og lagring af vedvarende elektricitet, " hun sagde.

"Som en alternativ vej til at reducere vores CO2-fodaftryk forsker vi i bedre katalysatormaterialer, der kan producere og udnytte rene brændstoffer, der ikke forurener vores planet.

"Vi har fundet ud af, at et begrænset reaktionsmiljø skabt af kobberatomer arrangeret i pyramidelignende strukturer på nanoskala kan selektivt omdanne kuldioxid og kulilte til ethylenglycol."

Atomernes pyramidelayout er afgørende for, at kobberet fungerer som en effektiv katalysator til at hjælpe transformationen.

Udover at identificere en ny reaktionsmekanisme til fremstilling af en værdifuld diol med forskellige industrielle anvendelser, holdets arbejde fremhæver potentialet i at designe reaktionsmiljøer for at øge katalysatorens selektivitet og effektivitet.

Professor Jiao og Ling Chen, som er en højere grad af forskningskandidat, blev for nylig interviewet om deres forskning af Kemi verden .

"Elektrokatalytisk omdannelse af kuldioxid til kemikalier og brændstoffer er en lovende vej til at opfylde det kulstofneutrale mål, som Paris-aftalen om klimaændringer fortaler for, " sagde hr. Chen.

"Dens succesfulde implementering, imidlertid, er betinget af udviklingen af ​​højselektivitet og energieffektive katalysatorer.

"Culdioxid kan omdannes elektrokemisk til enkelt- og multikulstofprodukter. Men at producere alkoholer er mere udfordrende end at danne kulbrinter, og selektivt producerer diatomisk C med højere værdi ₂ kemikalier såsom ethylenglycol forbliver uhåndgribelige."

"Så vidt vi ved, en komplet vej til elektrosyntese af dioler såsom ethylenglycol, fra kulilte og kuldioxid er aldrig blevet rapporteret før hverken eksperimentelt eller teoretisk."

Holdets resultater er blevet rapporteret i journalen Kemisk Videnskab .