Маълум шуд, ки минерали хок, ки ба таври васеъ паҳн шудааст, оксигидроксиди α-оҳан-(III), катализатори такроран коркардшаванда барои фоторедуксияи гази карбон ба кислотаи формик мебошад. Акс аз ҷониби профессор Казухико Маэда.
Фоторедуксияи CO2 ба сӯзишвории интиқолшаванда, ба монанди кислотаи формик (HCOOH), роҳи хуби мубориза бо афзоиши сатҳи CO2 дар атмосфера мебошад. Барои кӯмак дар ин кор, як гурӯҳи тадқиқотӣ дар Институти технологии Токио як минерали дастраси оҳанро интихоб кард ва онро ба такягоҳи алюминий бор кард, то катализатореро таҳия кунад, ки метавонад CO2-ро ба HCOOH самаранок табдил диҳад, ки тақрибан 90% интихобӣ аст!
Мошинҳои барқӣ барои бисёриҳо як варианти ҷолибанд ва сабаби асосии он дар он аст, ки онҳо партовҳои карбон надоранд. Аммо, як камбудии калон барои бисёриҳо ин набудани масофаи ҳаракат ва вақти тӯлонии пуркунии барқ ​​аст. Дар ин ҷо сӯзишвории моеъ ба монанди бензин бартарии калон дорад. Зичии баланди энергияи онҳо маънои масофаҳои тӯлонӣ ва пуркунии зуди сӯзишвориро дорад.
Гузариш аз бензин ё дизел ба сӯзишвории дигари моеъ метавонад партовҳои карбонро аз байн барад ва дар айни замон бартариҳои сӯзишвории моеъро нигоҳ дорад. Масалан, дар ҳуҷайраи сӯзишворӣ, кислотаи формик метавонад муҳаррикро фаъол созад ва ҳамзамон об ва гази карбонро хориҷ кунад. Аммо, агар кислотаи формик бо роҳи коҳиш додани CO2 дар атмосфера ба HCOOH истеҳсол шавад, пас ягона натиҷаи холис об аст.
Баланд шудани сатҳи гази карбон дар атмосфераи мо ва саҳми онҳо ба гармшавии глобалӣ ҳоло хабари маъмулӣ аст. Ҳангоме ки муҳаққиқон бо равишҳои гуногуни ҳалли ин мушкилот таҷриба карданд, як роҳи ҳалли муассир пайдо шуд - табдил додани гази карбонии зиёдатӣ дар атмосфера ба моддаҳои кимиёвии бой аз энергия.
Истеҳсоли сӯзишворӣ ба монанди кислотаи формик (HCOOH) тавассути фоторедуксияи CO2 дар нури офтоб ба наздикӣ таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардааст, зеро ин раванд ду фоида дорад: он партовҳои зиёдатии CO2-ро кам мекунад ва инчунин ба кам кардани норасоии энергияе, ки мо ҳоло бо он рӯбарӯ ҳастем, мусоидат мекунад. Ҳамчун интиқолдиҳандаи аъло барои гидроген бо зичии баланди энергия, HCOOH метавонад тавассути сӯзиш энергия таъмин кунад ва дар айни замон танҳо обро ҳамчун маҳсулоти иловагӣ раҳо кунад.
Барои амалӣ кардани ин роҳи ҳалли фоидаовар, олимон системаҳои фотокаталитикиро таҳия кардаанд, ки гази карбонро бо ёрии нури офтоб кам мекунанд. Ин система аз як субстрати ҷаббандаи нур (яъне, фотосенсибилизатор) ва катализатор иборат аст, ки интиқоли электронҳои сершуморро, ки барои коҳиш додани CO2 ба HCOOH заруранд, имкон медиҳад. Ва аз ин рӯ, онҳо ба ҷустуҷӯи катализаторҳои мувофиқ ва самаранок шурӯъ карданд!
Камшавии фотокаталитикии гази карбон бо истифода аз инфографикаи пайвастагии маъмулан истифодашаванда. Акс аз: Профессор Казухико Маэда
Аз сабаби самаранокӣ ва қобилияти коркарди такрории онҳо, катализаторҳои сахт беҳтарин номзадҳо барои ин вазифа ҳисобида мешаванд ва дар тӯли солҳо қобилиятҳои каталитикии бисёр чаҳорчӯбаҳои металлӣ-органикӣ дар асоси кобалт, марганец, никел ва оҳан (MOF) омӯхта шудаанд, ки дар байни онҳо охирин нисбат ба дигар металлҳо баъзе бартариҳо дорад. Аммо, аксари катализаторҳои дар асоси оҳан то ҳол гузоришшуда танҳо оксиди карбонро ҳамчун маҳсулоти асосӣ истеҳсол мекунанд, на HCOOH.
Аммо, ин мушкилот аз ҷониби гурӯҳи муҳаққиқони Институти технологии Токио (Tokyo Tech) бо роҳбарии профессор Казухико Маэда зуд ҳал карда шуд. Дар як таҳқиқоти ахир, ки дар маҷаллаи кимиёвии Angewandte Chemie нашр шудааст, гурӯҳ катализатори асоси оҳани алюминий (Al2O3)-ро бо истифода аз оксигидроксиди α-оҳан (III) (α-FeO₂OH; геотит) нишон дод. Катализатори нави α-FeO₂OH/Al2O3 самаранокии аълои табдили CO2 ба HCOOH ва қобилияти аълои коркарди такрориро нишон медиҳад. Вақте ки аз онҳо дар бораи интихоби катализатор пурсиданд, профессор Маэда гуфт: "Мо мехоҳем унсурҳои фаровонтарро ҳамчун катализаторҳо дар системаҳои фоторедуксияи CO2 омӯзем. Мо ба катализатори сахте ниёз дорем, ки фаъол, коркардшаванда, заҳролуд ва арзон бошад. Аз ин рӯ, мо барои таҷрибаҳои худ минералҳои хок, ки ба таври васеъ паҳн шудаанд, ба монанди гетитро интихоб кардем."
Гурӯҳ усули оддии импрегнатсияро барои синтези катализатори худ истифода бурд. Сипас, онҳо аз маводҳои Al2O3, ки бо оҳан дастгирӣ мешаванд, истифода бурданд, то CO2-ро дар ҳарорати хонагӣ дар ҳузури фотосенсибилизатори рутений (Ru), донори электронӣ ва нури намоён бо дарозии мавҷҳои зиёда аз 400 нанометр ба таври фотокаталитикӣ коҳиш диҳанд.
Натиҷаҳо хеле рӯҳбаландкунандаанд. Интихоби системаи онҳо барои маҳсулоти асосии HCOOH 80-90% ва ҳосили квантии 4.3% буд (ки самаранокии системаро нишон медиҳад).
Ин таҳқиқот аввалин катализатори сахти дар асоси оҳан мавҷудбударо пешниҳод мекунад, ки ҳангоми ҷуфт кардан бо фотосенсибилизатори самаранок метавонад HCOOH-ро ба вуҷуд орад. Дар он инчунин аҳамияти маводи мувофиқи дастгирӣ (Al2O3) ва таъсири он ба аксуламали фотохимиявии коҳиш баррасӣ мешавад.
Натиҷаҳои ин таҳқиқот метавонанд ба таҳияи катализаторҳои нави бе металлҳои наҷиб барои фоторедуксияи гази карбон ба дигар моддаҳои кимиёвии муфид мусоидат кунанд. "Тадқиқоти мо нишон медиҳад, ки роҳ ба сӯи иқтисоди энергияи сабз мураккаб нест. Ҳатто усулҳои оддии тайёр кардани катализатор метавонанд натиҷаҳои хуб диҳанд ва маълум аст, ки пайвастагиҳои фаровони замин, агар бо пайвастагиҳо ба монанди алюминий дастгирӣ карда шаванд, метавонанд ҳамчун катализатори интихобӣ барои коҳиши CO2 истифода шаванд", - хулоса мекунад профессор Маэда.
Истинодҳо: “Оксигидроксиди аз ҷониби гилхок дастгирӣшавандаи алфа-оҳан (III) ҳамчун катализатори сахти такроршаванда барои коҳиши фоторедуксияи CO2 дар зери нури намоён” аз ҷониби Даехён Ан, доктор Шунта Нишиока, доктор Шухеи Ясуда, доктор Томоки Каназава, доктор Йошинобу Камакура, Профессионал Йосуки Проф. Нозава, профессор Казухико Маэда, 12 майи соли 2022, Ангевандте Чеми.ДОИ: 10.1002 / anie.202204948
«Дар ин ҷо сӯзишвориҳои моеъ ба монанди бензин бартарии калон доранд. Зичии баланди энергияи онҳо маънои масофаҳои дур ва пур кардани зуди сӯзишвориро дорад».
Дар бораи баъзе рақамҳо чӣ гуфтан мумкин аст? Зичии энергияи кислотаи формик бо бензин чӣ гуна муқоиса мешавад? Бо назардошти он ки дар формулаи кимиёвӣ танҳо як атоми карбон мавҷуд аст, ман шубҳа дорам, ки он ҳатто ба бензин наздик мешавад.
Илова бар ин, бӯи он хеле заҳролуд аст ва ҳамчун кислота, он нисбат ба бензин зангзанандатар аст. Инҳо мушкилоти муҳандисии ҳалношуда нестанд, аммо агар кислотаи формик дар зиёд кардани масофа ва кам кардани вақти пур кардани батарея бартариҳои назаррас надошта бошад, эҳтимол ин кӯшиш ба харҷ намедиҳад.
Агар онҳо нақша доштанд, ки гетитро аз хок истихроҷ кунанд, ин як амалиёти истихроҷи маъдани энергияталаб ва эҳтимолан зараровар ба муҳити зист хоҳад буд.
Онҳо метавонанд дар бораи миқдори зиёди гетит дар хок зикр кунанд, зеро ман гумон мекунам, ки барои ба даст овардани маводи хоми зарурӣ ва реаксия кардани онҳо барои синтези гетит энергияи бештар лозим аст.
Зарур аст, ки тамоми давраи ҳаёти равандро дида бароем ва арзиши энергияи ҳама чизро ҳисоб кунем. NASA чизеро ба монанди партоби ройгон пайдо накард. Дигарон бояд инро дар хотир нигоҳ доранд.
SciTechDaily: Макони беҳтарин хабарҳои технологӣ аз соли 1998 инҷониб. Аз хабарҳои охирини технологӣ тавассути почтаи электронӣ ё шабакаҳои иҷтимоӣ огоҳ бошед.
Танҳо фикр кардан дар бораи маззаҳои дуддодашуда ва масткунандаи BBQ кофист, ки аксари одамон аз даҳонашон об резанд. Тобистон фаро расид ва барои бисёриҳо...