VCU teadlased on avastanud tõhusa katalüsaatori süsinikdioksiidi termokeemiliseks muundamiseks sipelghappeks – see avastus võib pakkuda uut süsiniku kogumise strateegiat, mida saab kliimamuutustega maadleva maailma ajal vähendada. See on potentsiaalselt oluline atmosfääri süsinikdioksiidi tekitaja.
„On hästi teada, et kasvuhoonegaaside kiire kasv atmosfääris ja nende kahjulik mõju keskkonnale on inimkonna ees seisvate tänapäevaste suurimate väljakutsete hulgas,“ ütles juhtiv autor dr Shiv N. Khanna, humanitaarteaduste osakonna füüsika emeriitprofessor VCU-s. „CO2 katalüütiline muundamine kasulikeks kemikaalideks, näiteks sipelghappeks (HCOOH), on kulutõhus alternatiivne strateegia CO2 kahjulike mõjude leevendamiseks. Sipelghape on madala toksilisusega vedelik, mida on lihtne transportida ja toatemperatuuril säilitada. Seda saab kasutada ka kõrge lisandväärtusega keemilise lähteainena, vesiniku säilitamise kandjana ja võimaliku tulevase fossiilkütuste asendajana.“
Hanna ja VCU teadur-füüsik dr Turbasu Sengupta leidsid, et seotud metallkalkogeniidide klastrid võivad toimida katalüsaatoritena CO2 termokeemilisel muundamisel sipelghappeks. Nende tulemusi kirjeldatakse artiklis pealkirjaga „CO2 muundamine sipelghappeks metallkalkogeniidide klastrite kvantseisundite häälestamise teel“, mis avaldati ajakirjas Communications Chemistry of Nature Portfolio.
„Oleme näidanud, et õige ligandide kombinatsiooniga saab CO2 sipelghappeks muundamise reaktsioonibarjääri oluliselt alandada, mis kiirendab oluliselt sipelghappe tootmist,“ ütles Hanna. „Seega ütleksime, et need väidetavad katalüsaatorid võivad muuta sipelghappe sünteesi lihtsamaks või teostatavamaks. Suuremate klastrite kasutamine, millel on rohkem ligandi sidumissaite, või tõhusamate doonorligandide kinnitamine on kooskõlas meie edasiste täiustustega sipelghappe muundamises, mida on võimalik saavutada arvutuslikes simulatsioonides näidatuga võrreldes.“
Uuring tugineb Hanna varasemale tööle, mis näitab, et õige ligandi valik võib muuta klastri elektrone loovutavaks superdoonoriks või elektrone aktsepteerivaks aktseptoriks.
„Nüüd näitame, et samal efektil on suur potentsiaal metallkalkogeniidklastritel põhinevas katalüüsis,“ ütleb Hanna. „Võime sünteesida stabiilselt seotud klastreid ja kontrollida nende võimet elektrone annetada või vastu võtta avab uue katalüüsi valdkonna, kuna enamik katalüütilisi reaktsioone sõltub katalüsaatoritest, mis annetavad või võtavad vastu elektrone.“
Üks esimesi eksperimentaalteadlasi selles valdkonnas, Columbia ülikooli keemia dotsent dr Xavier Roy, külastab 7. aprillil VCU-d füüsika osakonna kevadsümpoosionil.
„Teeme temaga koostööd, et näha, kuidas saaksime tema eksperimentaallaborit kasutades sarnast katalüsaatorit arendada ja rakendada,“ ütles Hanna. „Oleme juba tema rühmaga tihedat koostööd teinud, kus nad sünteesisid uut tüüpi magnetilist materjali. Seekord on tema ise katalüsaatoriks.“
Liitu VCU uudiskirjaga aadressil newsletter.vcu.edu ja saa oma postkasti kureeritud lugusid, videoid, fotosid, uudisklippe ja sündmuste loendeid.
CoStar Group teatab 18 miljoni dollari eraldamisest VCU-le CoStari kunsti- ja innovatsioonikeskuse ehitamiseks