Навукоўцы распрацавалі лазерную тэхналогію, якая магла б адкрыць шлях да экалагічна чыстых паліва і энергетычных тэхналогій у будучыні.
Нам тэрмінова патрэбны экалагічна чыстыя і ўстойлівыя спосабы замены выкапнёвага паліва, нафты і прыроднага газу. Дыяксід вугляроду (CO2) з'яўляецца багатым адходам, які ўтвараецца ў выніку ўсіх відаў дзейнасці і крыніц, якія залежаць ад выкапнёвага паліва. Каля 35 мільярдаў метрычных тон вуглякіслага газу выкідваецца ў наш планеты атмасферы штогод у якасці адходаў электрастанцый, транспартных сродкаў і прамысловых установак па ўсім свеце. Каб змякчыць уздзеянне CO2 на глабальны клімат, гэты страчаны CO2 можа быць ператвораны ў прыдатны для выкарыстання энергія як угарны газ і іншыя багатыя энергіі крыніцы. Напрыклад, пры рэакцыі з вадой CO2 утварае багаты энергіяй газ вадарод, пры рэакцыі з вадародам ён вырабляе карысныя хімічныя рэчывы, такія як вуглевадароды або спірт. Такія прадукты могуць быць выкарыстаны ў розных мэтах, і гэта таксама ў сусветным прамысловым маштабе.
Электракаталізатары - гэта каталізатары, якія ўдзельнічаюць у электрахімічных рэакцыях - калі адбываецца хімічная рэакцыя, але таксама ўдзельнічае электрычная энергія. Напрыклад, правільны каталізатар можа дапамагчы ў рэакцыі вадароду і кіслароду, каб зрабіць ваду кантраляваным чынам, інакш гэта будзе проста выпадковая сумесь двух газаў. Ці нават для атрымання электрычнасці шляхам спальвання вадароду і кіслароду. Электракаталізатары мадыфікуюць або павялічваюць хуткасць хімічных рэакцый, не затрачваючы сябе ў рэакцыі. У кантэксце з CO2, электракаталізатары разглядаюцца як актуальныя і перспектыўныя з пункту гледжання дасягнення эфектыўнасці "ступенчатага" зніжэння CO2 па жаданні.
На жаль, дакладны механізм працы гэтых электракаталізатараў не да канца зразумелы, і застаецца значнай праблемай адрозніць пласты кароткажывучых прамежкавых малекул з «шумам» неактыўных малекул у растворы. Гэта абмежаванае разуменне механізму стварае цяжкасці пры любых магчымых зменах у канструкцыі электракаталізатараў.
Навукоўцы з Ліверпульскага універсітэта Вялікабрытаніі прадэманстравалі лазерТэхніка спектраскапіі на аснове электрахімічнага аднаўлення дыяксіду вугляроду на месцы ў іх даследаванні, апублікаваным у Каталіз прыроды. Яны ўпершыню выкарыстоўвалі генерацыю сумарных ваганняў або спектраскапію VSFG разам з электрахімічнымі эксперыментамі, каб даследаваць каталізатар (Mn(bpy)(CO)3Br), які разглядаецца як перспектыўны электракаталізатар аднаўлення CO2. Упершыню назіралі паводзіны найважнейшых пасярэднікаў, якія прысутнічаюць у каталітычным цыкле рэакцыі на працягу вельмі кароткага інтэрвалу. Тэхналогія VSFG дазваляе сачыць за паводзінамі і перамяшчэннем нават вельмі кароткачасовых відаў у каталітычным цыкле і таму дапамагае нам зразумець, як працуюць электракаталізатары. Такім чынам, дакладнае паводзіны таго, як электракаталізатары працуюць у хімічнай рэакцыі, зразумела.
Гэта даследаванне дае разуменне некаторых складаных хімічных шляхоў і можа дазволіць нам ствараць новыя канструкцыі для электракаталізатараў. Даследчыкі ўжо даследуюць, як палепшыць адчувальнасць гэтай методыкі, і распрацоўваюць новую сістэму выяўлення для лепшага суадносін сігнал/шум. Такі падыход можа дапамагчы адкрыць шлях да эфектыўнасці чыстае паліва і атрымаць большы патэнцыял для экалагічна чыстай энергіі. Такі працэс у канчатковым рахунку павінен быць прамыслова пашыраны для дасягнення большай эфектыўнасці на камерцыйным узроўні. Апрацоўка вялікіх аб'ёмаў CO2, атрыманага на заводах, якія спальваюць выкапнёвае паліва, запатрабуе прамысловага прагрэсу.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Neri G і інш. 2018. Выяўленне каталітычных прамежкавых прадуктаў на паверхні электродаў падчас аднаўлення вуглякіслага газу каталізатарам, багатым на зямлю. Каталіз прыроды. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
***
