Fotoğraf Kaynağı: maxpixel. (CC0)

Kimyacılar, karbondioksiti karbon monoksite (karbon nötr bir yakıt kaynağı) dönüştürmek için ışık ya da elektrik kullanan bir molekülü diğer “karbon azaltma” yöntemlerinden daha verimli bir şekilde tasarladılar.

Indiana Üniversitesi Bloomington'daki kimya bölümünde profesör olan Liang-shi Li, “Bu reaksiyon için yeterince verimli bir molekül yaratabiliyorsanız, yakıtlar için serbest ve depolanabilir enerji üretecektir” diyor. “Bu çalışma bu yönde büyük bir sıçrama.”

Karbon monoksit gibi yanan yakıt karbondioksit üretir ve enerji açığa çıkarır. Karbondioksiti tekrar yakıta çevirmek, en azından aynı miktarda enerjiyi gerektirir. Bilim adamları arasında en büyük amaç ihtiyaç duyulan fazla enerjiyi azaltmaktır.

Bu tam olarak Li'nin molekülünün başardığı şeydir: karbon monoksit oluşumunu yönlendirmek için bugüne kadar rapor edilen en az miktarda enerji gerektiren. Bipridin olarak bilinen organik bir bileşik ile bağlanmış bir nanografen-renyum kompleksi olan molekül, karbondioksiti karbon monoksite dönüştüren yüksek verimli bir reaksiyonu tetikler.

Verimli ve özel olarak karbon monoksit oluşturma kabiliyeti molekülün çok yönlülüğü nedeniyle önemlidir.

Li, “Karbon monoksit, pek çok endüstriyel işlemde önemli bir hammaddedir” diyor. “Bu aynı zamanda enerjiyi karbon nötr bir yakıt olarak depolamanın bir yolu çünkü atmosfere daha önce çıkardığınızdan daha fazla karbon koymuyorsunuz. Basitçe yapmak için kullandığınız güneş enerjisini yeniden bırakıyorsunuz. ”

Molekülün verimliliğinin sırrı nanografendir (nanometre ölçekli bir grafit parçası, ortak bir karbon şeklidir (yani kalemlerdeki siyah “kurşun”) - çünkü malzemenin koyu rengi çok fazla güneş ışığını emer.

Li, güneş ışığında karbondioksiti karbon monoksit seviyesine düşürmek için uzun süredir bipiridim metal komplekslerinin çalışıldığını söylüyor. Ancak bu moleküller güneş ışığında, sadece çıplak gözle görünmeyen ultraviyole aralığında ışığın sadece küçük bir şeridini kullanabilirler. Buna karşılık, molekül, görünür ışık spektrumunun büyük bir kısmı olan 600 nanometrelerine kadar dalga boyunda güneş ışığını kullanan bir reaksiyon oluşturmak için nanografenin ışığı emici gücünden faydalanır.

Esasen, Li, molekülün iki parçalı bir sistem olarak hareket ettiğini söylüyor: güneş ışığından enerjiyi emen bir nanografen “enerji toplayıcısı” ve karbon monoksit üreten bir atomik renyum “motor”. Enerji toplayıcı, normalde kararlı olan karbon dioksiti tekrar tekrar bağlayan ve karbon monoksite dönüştüren renyum atomuna bir elektron akışını yönlendirir.

Nanografen'i metale bağlama fikri, Li'nin karbon esaslı malzeme ile daha verimli bir güneş hücresi yaratma konusundaki önceki çabalarından ortaya çıktı. “Kendimize sorduk: Orta adamı kesebilir miyiz - güneş pilleri - ve reaksiyonu yönlendirmek için sadece ışığı emen nanografenin kalitesini kullanabilir miyiz?” Diyor.

Daha sonra Li, katı katalizörlerin gerçek dünyada kullanımı daha kolay olduğundan, daha uzun süre dayanması ve sıvı olmayan bir biçimde hayatta kalması dahil olmak üzere molekülü daha güçlü hale getirmeyi planlıyor. Ayrıca moleküldeki renyum atomunu değiştirmek için çalışıyor - nadir bir element - manganez, daha yaygın ve daha ucuz bir metal.

Indiana Üniversitesi Araştırmadan Sorumlu Başkan Yardımcılığı Ofisi ve Ulusal Bilim Vakfı, Amerikan Kimya Derneği Dergisi.

Kaynak: Indiana Üniversitesi

İlgili Kitaplar

at InnerSelf Pazarı ve Amazon