L'obiettivo di affrontare il riscaldamento globale trasformando l'anidride carbonica in carburante potrebbe essere un passo avanti con i ricercatori che utilizzano un supercomputer per identificare un gruppo di catalizzatori "a singolo atomo" che potrebbero svolgere un ruolo chiave.

Ricercatori del Centro per la scienza dei materiali di QUT, guidato dal Professore Associato Liangzhi Kou, facevano parte di uno studio internazionale che utilizzava modelli teorici per identificare sei metalli (nichel, niobio, palladio, renio, rodio, zirconio) che si sono rivelate efficaci in una reazione in grado di convertire l'anidride carbonica in fonti energetiche sostenibili e pulite.

Lo studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura coinvolto i ricercatori del QUT Professor Aijun Du, Il professor Yuantong Gu e il dottor Lin Ju.

Il professor Kou ha affermato che la ricerca è stata condotta modellando gli esperimenti utilizzando la National Computational Infrastructure presso l'Australian National University, osservando come i singoli atomi dei metalli reagirebbero con pezzi bidimensionali di materiali "ferroelettrici".

I materiali ferroelettrici hanno una carica positiva su una faccia, e carica negativa su un altro, e questa polarizzazione può essere invertita quando viene applicata una tensione.

Nella modellazione teorica, i ricercatori hanno scoperto che l'aggiunta dell'atomo del metallo catalizzatore al materiale ferroelettrico ha portato a convertire il gas serra in un combustibile chimico desiderato.

Una volta invertita la polarità, lo stato sarà preservato per agire da catalizzatore nella conversione dell'anidride carbonica.

Il professor Kou ha affermato che mentre i catalizzatori a singolo atomo da utilizzare nella riduzione dell'anidride carbonica sono stati proposti un decennio fa, questa ricerca porta il campo in avanti in modo significativo.

"Abbiamo progettato uno speciale catalizzatore chimico, può convertire il gas serra CO ₂ nei combustibili chimici desiderati. L'efficienza di conversione può essere controllata utilizzando un approccio fattibile, " ha detto il professor Kou.

"Significa che per la prima volta abbiamo sviluppato le capacità di accelerare o rallentare, anche spegnere la reazione chimica.

"L'anidride carbonica è la causa principale del riscaldamento globale dovuto all'effetto serra, convertirlo in combustibili chimici non è importante solo per i nostri ambienti, ma anche utile per risolvere la crisi energetica".

Dott. Ju, primo autore dello studio, ha affermato che il lavoro di ricerca ha fornito una guida per la progettazione di nuovi catalizzatori che potrebbero produrre impatti significativi per l'industria chimica.

Il professor Kou ha affermato che l'obiettivo a lungo termine in quest'area di ricerca era trovare modi per trasformare l'anidride carbonica in fonti di energia pulita.

Il professor Kou ha affermato che i risultati di questo studio potrebbero alla fine portare a un modo per aggiungere un rivestimento a motori o sistemi industriali che convertirebbero l'anidride carbonica invece di rilasciare più gas nell'atmosfera.

I ricercatori QUT provengono dalla Scuola di Meccanica, Ingegneria medica e di processo, e Scuola di Chimica e Fisica.