Các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ laser có thể mở ra con đường cho các công nghệ năng lượng và nhiên liệu sạch trong tương lai.
Chúng ta rất cần những giải pháp bền vững và thân thiện với môi trường để thay thế nhiên liệu hóa thạch, dầu và khí tự nhiên. Carbon dioxide (CO2) là một loại chất thải dồi dào được tạo ra bởi tất cả các hoạt động và nguồn dựa vào nhiên liệu hóa thạch. Khoảng 35 tỷ tấn COXNUMX được thải vào môi trường của chúng ta những hành tinh khí quyển hàng năm dưới dạng chất thải từ các nhà máy phát điện, phương tiện giao thông và cơ sở công nghiệp trên toàn cầu. Để giảm thiểu tác động của CO2 đối với khí hậu toàn cầu, lượng CO2 lãng phí này có thể được chuyển đổi thành dạng có thể sử dụng được. năng lượng như carbon monoxide và các nguồn năng lượng dồi dào khác. Ví dụ, phản ứng với nước CO2 tạo ra khí hydro giàu năng lượng, khi phản ứng với hydro nó tạo ra các hóa chất hữu ích như hydrocacbon hoặc rượu. Những sản phẩm như vậy có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau và cả trên quy mô công nghiệp toàn cầu.
Chất xúc tác điện là chất xúc tác tham gia vào các phản ứng điện hóa - khi một phản ứng hóa học đang diễn ra nhưng năng lượng điện cũng tham gia. Ví dụ, chất xúc tác phù hợp có thể giúp phản ứng hydro và oxy để tạo ra nước một cách có kiểm soát, nếu không nó sẽ chỉ là một hỗn hợp ngẫu nhiên của hai khí. Hoặc thậm chí để sản xuất điện bằng cách đốt cháy hydro và oxy. Chất xúc tác điện thay đổi hoặc tăng tốc độ phản ứng hóa học mà bản thân chúng không bị tiêu hao trong phản ứng. Trong bối cảnh với CO2, chất xúc tác điện được coi là có liên quan và hứa hẹn về việc đạt được hiệu quả 'thay đổi từng bước' trong việc giảm CO2 như mong muốn.
Thật không may, cơ chế chính xác của cách hoạt động của các chất xúc tác điện này vẫn chưa được hiểu hoàn toàn và vẫn còn là một thách thức đáng kể để phân biệt giữa các lớp phân tử trung gian có tuổi thọ ngắn với “tiếng ồn” của các phân tử không hoạt động trong dung dịch. Sự hiểu biết hạn chế về cơ chế này gây ra khó khăn trong bất kỳ sự thay đổi nào có thể xảy ra trong thiết kế của chất xúc tác điện.
Các nhà khoa học tại Đại học Liverpool, Vương quốc Anh đã chứng minh một tia laserkỹ thuật quang phổ dựa trên điện hóa để khử carbon dioxide tại chỗ trong nghiên cứu của họ được công bố trên Chất xúc tác. Lần đầu tiên họ sử dụng phương pháp tạo tổng tần số dao động hoặc quang phổ VSFG cùng với các thí nghiệm điện hóa để khám phá chất xúc tác (Mn (bpy) (CO) 3Br) được coi là chất xúc tác điện khử CO2 đầy hứa hẹn. Lần đầu tiên quan sát được hành vi của các chất trung gian quan trọng trong chu trình xúc tác của phản ứng trong một khoảng thời gian rất ngắn. Công nghệ VSFG giúp chúng ta có thể theo dõi hành vi và chuyển động của các loài thậm chí sống rất ngắn trong một chu trình xúc tác và do đó giúp chúng ta hiểu cách hoạt động của các chất xúc tác điện. Vì vậy, người ta đã hiểu chính xác hành vi hoạt động của các chất xúc tác điện trong một phản ứng hóa học.
Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết sâu sắc về một số con đường hóa học phức tạp và có thể cho phép chúng tôi tạo ra các thiết kế mới cho chất xúc tác điện. Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu cách cải thiện độ nhạy của kỹ thuật này và đang phát triển một hệ thống phát hiện mới để có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tốt hơn. Cách tiếp cận này có thể giúp mở ra những con đường hiệu quả nhiên liệu sạch và thu hút nhiều tiềm năng hơn cho năng lượng sạch. Quá trình như vậy cuối cùng cần được mở rộng quy mô công nghiệp để đạt được hiệu quả hơn ở cấp độ thương mại. Xử lý khối lượng lớn CO2 sinh ra từ các nhà máy đốt nhiên liệu hóa thạch sẽ đòi hỏi tiến bộ công nghiệp.
***
Nguồn
Neri G và cộng sự. 2018. Phát hiện chất trung gian xúc tác ở bề mặt điện cực trong quá trình khử carbon dioxide bằng chất xúc tác có nhiều trong đất. Chất xúc tác. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
***
 is an abundant waste product produced by all activities and sources which rely on fossil fuels.){kind=link}