Credito: Journal of Materials Chemistry A (2019). DOI:10.1039/C9TA02288K
Un team di scienziati ha creato un elettrodo a forma di ciotola con "bordi caldi" in grado di convertire in modo efficiente la CO 2 dal gas ai combustibili e ai prodotti chimici a base di carbonio, aiutando a combattere la minaccia del cambiamento climatico rappresentata dall'anidride carbonica atmosferica.
Il gruppo di ricerca, dell'Università di Bath, Università Fudan, Shanghai, e l'Istituto di Shanghai per il controllo dell'inquinamento e la sicurezza ecologica, spera che il progetto del catalizzatore alla fine consentirà l'uso di elettricità rinnovabile per convertire la CO 2 in combustibili senza creare ulteriore carbonio atmosferico, agendo essenzialmente come una "foglia" elettrochimica per convertire l'anidride carbonica in zuccheri.
Usando questa reazione, nota come riduzione dell'anidride carbonica, ha un potenziale entusiasmante, ma due ostacoli principali sono la scarsa efficienza di conversione della reazione e la mancanza di una conoscenza dettagliata dell'esatto percorso di reazione.
Questo nuovo elettrodo affronta queste sfide con una maggiore efficienza di conversione e un rilevamento sensibile delle molecole create lungo il progresso della reazione, grazie alla sua forma e costruzione innovative. L'elettrodo a forma di coppa funziona sei volte più velocemente rispetto ai design planari o piatti standard.
La forma a ciotola del design, tecnicamente noto come "struttura opale inversa" concentra i campi elettrici sui suoi bordi caldi - il bordo della ciotola - che poi concentra gli ioni di potassio caricati positivamente sui siti attivi della reazione, riducendo il suo fabbisogno energetico.
L'elettrodo in lega di rame-indio può anche essere utile per studiare sensibilmente il processo di reazione misurando il segnale Raman, che è più alto rispetto a un elettrodo tipico.
Lo studio è pubblicato su Journal of Materials Chemistry A .
Professor Ventsislav Valev, dal Dipartimento di Fisica dell'Università di Bath, ha dichiarato:"Non c'è bisogno umano più urgente della respirazione. Eppure per centinaia di milioni di persone questa attività più elementare è fonte di ansia per l'abbassamento dell'aspettativa di vita, aumento della mortalità infantile e dei cambiamenti climatici. Ci sono prove che CO 2 aumenta l'ozono superficiale, cancerogeni, e particolato, aumentando così la morte, asma, ricovero, e tassi di cancro. È quindi fondamentale continuare a ricercare nuovi modi per ridurre la CO 2 livelli nell'atmosfera”.
Il team vuole continuare la ricerca per sviluppare il catalizzatore più efficiente per eseguire la riduzione del carbonio.
Professor Liwu Zhang, dell'Università Fudan, ha detto:"CO 2 sta causando il cambiamento climatico, rendendo il nostro pianeta più caldo. Utilizzando elettricità pulita, possiamo convertire la CO2 in combustibili chimici, che può essere riutilizzato. Questo crea un ciclo di CO 2 , senza incremento di CO 2 concentrazione e aiuterà a salvare il nostro mondo.
"Però, per migliorare l'efficienza della trasformazione della CO 2 in combustibili chimici, è estremamente importante conoscere il percorso di reazione, e trovare il catalizzatore più adatto.
"Proprio come le piante trasformano la CO 2 in zucchero stiamo trovando una "foglia" elettrochimica adatta per la conversione della CO2".
Lo studio "Hot edge" in una struttura opale inversa consente una CO . efficiente 2 riduzione elettrochimica e caratterizzazione Raman sensibile in situ" è pubblicato in Journal of Materials Chemistry A .
