Mîneraleke axê ya bi awayekî berfireh belavbûyî, α-hesin-(III) oksîhîdroksîd, wekî katalîzatorek ji nû ve bikarhatî ji bo fotokêmkirina karbondîoksîtê bo asîda formîk hat dîtin. Jêder: Prof. Kazuhiko Maeda
Fotokêmkirina CO2 bo sotemeniyên veguhezbar ên wekî asîda formîk (HCOOH) rêyek baş e ji bo têkoşîna li dijî asta bilindbûna CO2 di atmosferê de. Ji bo alîkariya vê peywirê, tîmek lêkolînê li Enstîtuya Teknolojiyê ya Tokyoyê mîneralek hesin a ku bi hêsanî peyda dibe hilbijart û ew li ser piştgiriyek alumina bar kir da ku katalîzatorek pêşve bibe ku dikare CO2 bi bandor veguherîne HCOOH, bi qasî 90% bijartî!
Wesayîtên elektrîkî ji bo gelek kesan vebijarkek balkêş in, û sedemek sereke ew e ku ew karbonê nadin. Lêbelê, ji bo gelek kesan dezavantajek mezin nebûna menzîla wan û demên dirêj ên şarjkirinê ye. Li vir sotemeniyên şil ên wekî benzînê xwedî avantajek mezin in. Densiya wan a enerjiya bilind tê wateya menzîlên dirêj û dagirtina sotemeniyê ya bilez.
Guhertina ji benzîn an dîzelê bo sotemeniyek şile ya cuda dikare emisyonên karbonê ji holê rake û di heman demê de avantajên sotemeniyên şile biparêze. Mînakî, di şaneya sotemeniyê de, asîda formîk dikare motorekê bixebitîne dema ku av û karbondîoksît berdide. Lêbelê, heke asîda formîk bi kêmkirina CO2-ya atmosferê bo HCOOH were hilberandin, wê hingê tenê derana net av e.
Bilindbûna asta karbondîoksîtê di atmosfera me de û beşdariya wê di germbûna gerdûnî de êdî nûçeyên gelemperî ne. Her ku lêkolîneran rêbazên cûda yên ji bo vê pirsgirêkê ceribandin, çareseriyek bi bandor derket holê - veguherandina karbondîoksîta zêde ya di atmosferê de bo kîmyewiyên dewlemend bi enerjiyê.
Hilberîna sotemeniyan wek asîda formîk (HCOOH) bi rêya fotokêmkirina CO2 di bin tîrêjên rojê de di van demên dawî de gelek bal kişandiye ser xwe ji ber ku ev pêvajo du qat sûdmend e: ew emisyonên CO2 yên zêde kêm dike û her weha dibe alîkar ku kêmbûna enerjiya ku em niha pê re rû bi rû dimînin kêm bike. Wekî hilgirek hêja ji bo hîdrojenê bi dendika enerjiya bilind, HCOOH dikare bi şewitandinê enerjiyê peyda bike dema ku tenê av wekî berhemek alî berde.
Ji bo ku ev çareseriya sûdmend bibe rastî, zanyaran pergalên fotokatalîtîk pêşxistine ku bi alîkariya tîrêjên rojê karbondîoksîtê kêm dikin. Ev pergal ji substratek ronahî-mijok (ango, fotosensîtîzatorek) û katalîzatorek pêk tê ku veguhestina pir-elektronî ya pêwîst ji bo kêmkirina CO2 bo HCOOH pêk tîne. Û bi vî awayî dest bi lêgerîna katalîzatorên guncaw û bikêrhatî kirin!
Kêmkirina fotokatalîtîk a karbondîoksîtê bi karanîna infografîkên pêkhatî yên ku bi gelemperî têne bikar anîn. Jêder: Profesor Kazuhiko Maeda
Ji ber karîgerî û potansiyela vegerandina wan, katalîzatorên zexm wekî namzedên çêtirîn ji bo vê peywirê têne hesibandin, û bi salan, şiyanên katalîtîk ên gelek çarçoveyên metal-organîk (MOF) yên kobalt, manganez, nîkel û hesin-esas (MOF) hatine lêkolîn kirin, ku di nav wan de ya paşîn li ser metalên din hin avantaj hene. Lêbelê, piraniya katalîzatorên hesin-esas ên ku heya niha hatine ragihandin tenê karbonmonoksîtê wekî hilbera sereke hildiberînin, ne HCOOH.
Lêbelê, ev pirsgirêk ji hêla tîmek lêkolînerên li Enstîtuya Teknolojiyê ya Tokyoyê (Tokyo Tech) bi serokatiya Profesor Kazuhiko Maeda ve zû hate çareser kirin. Di lêkolînek vê dawiyê de ku di kovara kîmyewî ya Angewandte Chemie de hate weşandin, tîmê katalîzatorek li ser bingeha hesin a bi piştgiriya alumînayê (Al2O3) bi karanîna oksîhîdroksîda α-hesin(III) (α-FeO​​ OH; jeotît) nîşan da. Katalîzatora nû ya α-FeO​​​ OH/Al2O3 performansa veguherîna CO2 bo HCOOH ya hêja û şiyana vegerandinê ya hêja nîşan dide. Dema ku ji Profesor Maeda li ser hilbijartina katalîzatorê hat pirsîn, wî got: "Em dixwazin hêmanên pirtir wekî katalîzator di pergalên fotokêmkirina CO2 de bikolin. Em hewceyê katalîzatorek zexm in ku çalak, vegerandinê, ne-jehrîn û erzan be. Ji ber vê yekê me ji bo ceribandinên xwe mîneralên axê yên bi berfirehî belavbûyî yên wekî goethît hilbijartin."
Tîmê rêbazek hêsan a impregnasyonê bikar anî da ku katalîzatorê xwe sentez bike. Piştre wan materyalên Al2O3 yên bi hesin piştgirîkirî bikar anîn da ku CO2-ê di germahiya odeyê de bi fotokatalîzatorek kêm bikin ku li ser bingeha rûtenyûmê (Ru), donorek elektronan, û ronahiya dîtbar bi dirêjahiya pêlên ji 400 nanometreyan zêdetir be.
Encam pir dilxweşker in. Hilbijartina sîstema wan ji bo berhema sereke HCOOH %80-90 bû û berhema kûantûmê %4.3 bû (ku karîgeriya sîstemê nîşan dide).
Ev lêkolîn katalîzatorek hişk a li ser bingeha hesinê ya yekem a di cureyê xwe de pêşkêş dike ku dema ku bi fotosensîtîzerek bikêrhatî re were hevber kirin, dikare HCOOH hilberîne. Her wiha girîngiya materyalê piştgirî yê guncaw (Al2O3) û bandora wê li ser reaksiyona kêmkirina fotokîmyayî nîqaş dike.
Têgihîştinên ji vê lêkolînê dikarin bibin alîkar ku katalîzatorên nû yên bê metalên hêja ji bo fotokêmkirina karbondîoksîtê bo kîmyewiyên din ên kêrhatî werin pêşxistin. "Lêkolîna me nîşan dide ku rêya ber bi aboriyek enerjiya kesk ne tevlihev e. Heta rêbazên amadekirina katalîzatorê yên hêsan jî dikarin encamên mezin bidin, û baş tê zanîn ku pêkhateyên pir-erdî, heke ji hêla pêkhateyên wekî alumina ve werin piştgirî kirin, dikarin wekî katalîzatorek bijartî ji bo kêmkirina CO2 werin bikar anîn," Prof. Maeda di dawiyê de wiha diaxive.
Çavkanî: "Alumina-Piştgiriya Alpha-Iron (III) Oxyhydroxide wekî Katalîzatorek Zehmetbar a Recyclable bo Photoreduction CO2 Under Visible Light" ji hêla Daehyeon An, Dr. Shunta Nishioka, Dr. Shuhei Yasuda, Dr. Tomoki Kanazawa, Dr. Prof. Kazuhiko Maeda, 12 Gulan 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"Li vir e ku sotemeniyên şile yên mîna benzînê xwedî avantajeke mezin in. Dendika wan a enerjiya bilind tê wateya rêyên dirêj û dagirtina sotemeniyê ya bilez."
Li ser hin hejmaran çawa ye? Tîrbûna enerjiyê ya asîda formîk çawa bi benzînê re tê berhev kirin? Ji ber ku di formula kîmyewî de tenê yek atomek karbon heye, ez guman dikim ku ew ê nêzîkî benzînê jî bibe.
Ji bilî vê, bêhna wê pir jehrîn e û wekî asîdek ji benzînê korozîftir e. Ev ne pirsgirêkên endezyariyê yên çaresernekirî ne, lê heya ku asîda formîk di zêdekirina menzîlê û kêmkirina dema dagirtina bateriyê de avantajên girîng pêşkêş neke, dibe ku ne hêjayî hewildanê be.
Ger wan plan bikira ku goethît ji axê derxin, ew ê operasyoneke madenê ya ku enerjî dixwaze be û dibe ku zirarê bide jîngehê.
Dibe ku ew behsa gelek goethîtê di axê de bikin ji ber ku ez guman dikim ku dê bêtir enerjiyê hewce bike da ku madeyên xav ên pêwîst werin bidestxistin û wan reaksiyon bikin da ku goethîtê sentez bikin.
Pêdivî ye ku meriv li tevahiya çerxa jiyana pêvajoyê binêre û lêçûna enerjiyê ya her tiştî hesab bike. NASA tiştek wekî firîna azad nedît. Yên din hewce ne ku vê yekê di hişê xwe de bigirin.
SciTechDaily: Mala nûçeyên teknolojiyê yên herî baş ji sala 1998an vir ve. Bi rêya e-nameyê an medyaya civakî bi nûçeyên teknolojiyê yên herî dawî re agahdar bimînin.
Tenê hizirkirina li ser çêjên dûmanî û serxweşker ên BBQ bes e ku piraniya mirovan ji sermayê derxînin. Havîn li vir e, û ji bo gelek kesan…