Voda bi mogla da igra ključnu ulogu u smanjenju globalne emisije ugljen-dioksida (CO 2 ), prema inženjerima Džonsa Hopkinsa.
Tim predvođen A. Šodžijem Holom, docentom nauke o materijalima i inženjeringom i saradnikom istraživača sa Instituta za održivu energiju Ralfa O’Konora (ROSEI), razvio je novu strategiju koja optimizuje dostupnost vode kako bi poboljšala efikasnost elektrohemije. pretvaranje CO 2 u vredne hemijske proizvode kao što su etilen i etanol. Njihovi rezultati su se pojavili u Nature Catalisis.
„Ovo bi moglo da izazove pojavu efikasnijih metoda za pretvaranje CO 2 u vredne hemikalije i goriva“, rekao je Hol, koji je radio na studiji sa prvim autorom Nikom Džangom, dr. kandidat na Katedri za materijale i inženjerstvo. „Naše otkriće ne samo da podstiče napore u borbi protiv klimatskih promena, već i otkriva nove mogućnosti u okviru sektora zelene hemije i održive energije. U suštini, ovo istraživanje bi moglo da igra ključnu ulogu u našoj tranziciji ka održivijoj i ekološki svesnijoj budućnosti.
Uobičajeni proces za ovakve konverzije uključuje metal bakra i električnu energiju za pretvaranje CO 2 , ali to je rezultiralo proizvodnjom mnogo metana i ugljen monoksida. Hol je odlučio da pogleda kako voda može da promeni jednačinu jer je univerzalni rastvarač i ima u izobilju i nije toksičan.
Pristup grupe se fokusira na manipulisanje termodinamičkom aktivnošću vode u visoko koncentrovanim rastvorima soli. Istraživači su vodili struju kroz vodu zasićenu CO 2, postepeno smanjujući koncentraciju vode, i otkrili da smanjenje količine aktivnosti vode — drugim rečima, dostupnost molekula vode u interakciji — rezultira proizvodnjom više etanola i etilen sa manjom emisijom metana i ugljen-monoksida.
Ovo je bio rezultat CO, ključnog intermedijera u reakciji, koji se zalepio za površinu bakra, izazivajući hemijske reakcije koje su proizvele hemikalije koje su Hol i njegova grupa tražili.
„Ovo implicira da aktivnost vode igra ključnu ulogu u povećanju pokrivenosti površine CO i promovisanju spajanja C-C, što dovodi do stvaranja poželjnih C 2 proizvoda“, rekao je Hall.
Dok su etanol i propranol potencijalni proizvodi, Hol identifikuje etilen kao primarni oblik ugljenika koji se stvara. Etilen je cenjen u proizvodnom sektoru sa različitim potencijalnim primenama, uključujući i služenje kao temeljni sastojak za niz materijala uključujući polietilen, etilen oksid i etilen glikol. Globalna potražnja za etilenom približila se 180 miliona metričkih tona tek 2018.
Hol veruje da nalazi imaju potencijal da budu posebno korisni u smanjenju količine CO 2 koju emituje industrijska aktivnost, koja čini više od 30% ukupne globalne emisije ugljen-dioksida.
„Značaj naših nalaza je ukorenjen u njihovim potencijalnim primenama u domenu smanjenja CO 2“, rekao je Hol. „Naša studija predstavlja značajan korak napred otkrivanjem strateškog pristupa optimizaciji elektrohemijske redukcije CO 2 u željene C 2+ proizvode. S obzirom na to da voda služi kao univerzalni rastvarač, razumevanje njene centralne uloge u regulisanju elektrohemijske reaktivnosti ima transformativne implikacije.“
