VCU:n tutkijat ovat löytäneet tehokkaan katalyytin hiilidioksidin termokemialliselle muuntamiselle muurahaishapoksi – löytö, joka voisi tarjota uuden hiilen talteenottostrategian, jota voidaan vähentää maailman kamppaillessa ilmastonmuutoksen kanssa. Mahdollisesti tärkeä ilmakehän hiilidioksidin päästöjen aiheuttaja.
”On hyvin tiedossa, että kasvihuonekaasujen nopea kasvu ilmakehässä ja niiden haitalliset vaikutukset ympäristöön ovat yksi ihmiskunnan suurimmista haasteista tänä päivänä”, sanoo tutkimuksen pääkirjoittaja, tohtori Shiv N. Khanna, Commonwealthin emeritusprofessori fysiikan laitoksella VCU:n humanistisessa tiedekunnassa. ”Hiilidioksidin katalyyttinen muuntaminen hyödyllisiksi kemikaaleiksi, kuten muurahaishapoksi (HCOOH), on kustannustehokas vaihtoehtoinen strategia hiilidioksidin haitallisten vaikutusten lieventämiseksi. Muurahaishappo on vähämyrkyllinen neste, jota on helppo kuljettaa ja varastoida huoneenlämmössä. Sitä voidaan käyttää myös korkean lisäarvon kemikaalien esiasteena, vedyn varastointiaineena ja mahdollisena tulevaisuuden fossiilisten polttoaineiden korvikkeena.”
Hanna ja VCU:n tutkimusfyysikko Dr. Turbasu Sengupta havaitsivat, että sitoutuneet metallikalkogenidien klusterit voivat toimia katalyytteinä CO2:n termokemiallisessa muuntumisessa muurahaishapoksi. Heidän tuloksiaan kuvataan Communications Chemistry of Nature Portfolio -lehdessä julkaistussa artikkelissa ”Conversion of CO2 to Formic Acid by Tuning Quantum States in Metal Chalkogenide Clusters”.
”Olemme osoittaneet, että oikealla ligandiyhdistelmällä reaktioestettä CO2:n muuntamisessa muurahaishapoksi voidaan alentaa merkittävästi, mikä nopeuttaa huomattavasti muurahaishapon tuotantoa”, Hanna sanoi. ”Joten sanoisimme, että nämä väitetyt katalyytit voisivat helpottaa tai tehdä muurahaishapon synteesistä toteuttamiskelpoisempaa. Suurempien klustereiden käyttö, joissa on enemmän ligandin sitoutumiskohtia, tai tehokkaampien donorligandien kiinnittäminen on linjassa muiden parannustemme kanssa muurahaishapon muuntamisessa, ja laskennallisissa simulaatioissa on esitettyyn verrattuna.”
Tutkimus perustuu Hannan aiempaan työhön, joka osoittaa, että oikean ligandin valinta voi muuttaa klusterin elektroneja luovuttavaksi superdonoriksi tai elektroneja vastaanottavaksi akseptoriksi.
”Nyt osoitamme, että samalla vaikutuksella on suuri potentiaali metallikalkogenidiklustereihin perustuvassa katalyysissä”, Hanna sanoo. ”Kyky syntetisoida stabiileja sitoutuneita klustereita ja kontrolloida niiden kykyä luovuttaa tai vastaanottaa elektroneja avaa uuden katalyysin kentän, koska useimmat katalyyttiset reaktiot ovat riippuvaisia ​​katalyyteistä, jotka luovuttavat tai vastaanottavat elektroneja.”
Yksi alan ensimmäisistä kokeellisista tutkijoista, Columbian yliopiston kemian apulaisprofessori, tohtori Xavier Roy, vierailee VCU:ssa 7. huhtikuuta fysiikan laitoksen kevätsymposiumissa.
”Teemme hänen kanssaan yhteistyötä selvittääksemme, kuinka voimme kehittää ja toteuttaa samanlaisen katalyytin hänen kokeellisessa laboratoriossaan”, Hanna sanoi. ”Olemme jo tehneet tiivistä yhteistyötä hänen ryhmänsä kanssa, jossa he syntetisoivat uuden tyyppistä magneettista materiaalia. Tällä kertaa hän toimii katalyyttinä.”
Tilaa VCU:n uutiskirje osoitteessa newsletter.vcu.edu ja vastaanota kuratoituja tarinoita, videoita, valokuvia, uutisleikkeitä ja tapahtumaluetteloita sähköpostiisi.
CoStar Group ilmoittaa 18 miljoonan dollarin rahoitusrahoituksesta VCU:lle CoStar Arts and Innovation Centerin rakentamiseen