راه جدیدی برای تبدیل کربن دی اکسید به سوخت قابل مصرف پیدا شد - مجله سلو بلاگ

به گزارش خبرنگار فناوری خبرنگاران، غلظت کربن دی اکسید جو پیوسته درحال افزایش است و بسیاری از دانشمندان معتقدند که این موضوع اثراتی را بر محیط می گذارد. اخیرا، دانشمندان در پی راه هایی برای بازیابی مقداری از این کربن دی اکسید جو و تبدیل آن به سوخت قابل استفاده هستند که می تواند یک هدف نهایی برای تولید انرژی پایدار باشد.

در مطالعه ای که اخیرا آزمایشگاه ملی آرگون وابسته به وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) انجام داده است، دانشمندان از نور خورشید و یک کاتالیزوری که عمدتا از مس بوده است برای تبدیل دی اکسید کربن به متانول استفاده کردند. متانول به عنوان سوخت مایع این پتانسیل را دارد که بتواند در صنعت به عنوان منبع انرژی دیگری استفاده شود.

این مطالعه یک فوتوکاتالیست (کاتالیست نوری) را معرفی می کند که از کوپروس اکسید (Cu2O) ساخته شده است؛ یک نیمه هادی که در هنگام قرارگرفتن در معرض نور می تواند الکترون هایی تولید کند که برای واکنش یا کاهش بسیاری از ترکیبات قابل دسترس است. بعد از برانگیخته شدن، الکترون ها حفره مثبتی در نوار والانس کم انرژی کاتالیست به جا می گذارد که می تواند آب را اکسید کند.

Tijana Rajh، پژوهشگر این مطالعه، گفت: این فوتوکاتالیست به طور ویژه برانگیخته است، چون یکی از منفی ترین نوار های رساتا که ما تا به حال استفاده کردیم را دارد و به این معنی که الکترون انرژی بالقوه بیشتری برای واکنش دادن دارد.

تلاش های قبلی برای استفاده از فوتوکاتالیست ها مانند دی اکسید تیتانیوم برای کاهش کربن دی اکسید باعث ایجاد محصولات مختلفی از آلدهید ها گرفته تا متان شد. Rajh گفت: دی اکسیدکربن مولکول پایداری است و نتیجه سوختن تقریبا تمام مواد است؛ بنابراین سول اینجاست که چگونه می توانیم با طبیعت بجنگیم و از یک محصول نهایی پایدار به چیز های مفید و پرانرژی برسیم.

ایده تبدیل کربن دی اکسید به انرژی مفید از یک مکان در طبیعت که چنین اتفاقی مکررا در آن می افتد، ناشی می شود. Rajh گفت: ما این ایده را داشتیم که از فتوسنتز الهام بگیریم که در آن از فتوسنتز برای تهیه غذا استفاده می شود، پس چرا نتوانیم از آن به عنوان سوخت استفاده کنیم؟ البته تعیین شد که این مشکل پیچیده ای است، زیرا برای تولید متانول به شش الکترون نیاز داریم نه یک الکترون.

دانشمندان با تغییر از دی اکسیدتیتانیوم به کوپروس اکسید، کاتالیزوری ایجاد کردند که نه تنها باند رسانا منفی تر دارد بلکه محصولاتش به طرز چشمگیری انتخابی تر خواهند بود. این انتخاب نه تنها از شیمی کوپروس اکسید بلکه از هندسه خود کاتالیست حاصل می شود.

Rajh گفت: برای تولید سوخت، شما نه تنها به دی اکسیدکربن نیاز دارید بلکه باید آن را نیز اکسید کنید. همچنین ترکیب جذب در فتوکالیست بسیار مهم است. اگر یک مولکول کربن دی اکسید به یک روش جذب شوند ممکن است کاملا بی فایده باشد، اما اگر در یک ساختار خمیده باشد برای کاهش به انرژی کمتری نیاز دارد.