(Destra) Elettrodo nano-catalizzatore in argento a forma di corallo ad alte prestazioni, ampia area sviluppata dai ricercatori KIST (dimensione elettrodo 50 cm) (sinistra) Elettrodo catalizzatore per la fotosintesi sintetica allo stato gassoso esistente (dimensione elettrodo 2 cm) Credito:Korea Institue of Science and Technology (KIST)
Un gruppo di ricerca, guidato dal Dr. Hyung-Suk Oh e dal Dr. Woong Hee Lee del Clean Energy Research Center del Korea Institute of Science and Technology (KIST), lavorando in collaborazione con la Technische Universität Berlin (TUB), annunciato di aver sviluppato un nano-dimensioni, elettrodo catalizzatore d'argento a forma di corallo e ampia area, sistema di conversione dell'anidride carbonica ad alta efficienza, che può essere utilizzato per ottenere monossido di carbonio. Negli ultimi anni, questo tipo di sistema di conversione elettrochimica dell'anidride carbonica è stata una delle principali aree di ricerca nel campo della fotosintesi artificiale.
La fotosintesi artificiale è una tecnologia che converte l'anidride carbonica, una causa del riscaldamento globale, in sostanze chimiche utilizzabili con valori elevati. In altre parole, questo tipo di tecnologia rimuove l'anidride carbonica dall'ambiente, diminuzione dell'inquinamento, e lo converte per ottenere sostanze chimiche utili. Il campo di conversione elettrochimica dell'anidride carbonica, in particolare, ha recentemente riscosso molto interesse da parte della comunità scientifica.
Nel passato, La ricerca sulla conversione dell'anidride carbonica è stata condotta principalmente sul composto allo stato liquido. Quando si usa il liquido, però, le prestazioni dei diversi sistemi di conversione devono essere misurate immergendo gli elettrodi in acqua. Poiché l'anidride carbonica non si dissolve bene in acqua, è difficile ottenere un'efficienza sufficiente utilizzando questo processo, rispetto alla quantità di energia utilizzata. Recentemente, è stato sviluppato un sistema in grado di convertire l'anidride carbonica utilizzando il composto allo stato gassoso. Ciò ha sollevato l'aspettativa che si sarebbe presto raggiunto un sistema di conversione ad alta efficienza; però, ciò si è rivelato difficile a causa della mancanza di catalizzatori ed elettrodi applicabili al nuovo sistema.
Diagramma schematico a forma di corallo dei sistemi di conversione dell'anidride carbonica che utilizzano elettrodi Credito:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
Risolvere questo problema, il team di ricerca congiunto KIST-TUB ha sviluppato a forma di corallo, elettrodi catalizzatori d'argento di dimensioni nanometriche che potrebbero essere applicati a sistemi di conversione dell'anidride carbonica ad alta efficienza che utilizzano l'anidride carbonica allo stato gassoso. Rispetto ad altri catalizzatori d'argento, il catalizzatore di nuova concezione richiede una bassa quantità di energia per ottenere una reazione e può produrre oltre 100 volte più monossido di carbonio rispetto ai sistemi a base liquida. Gli elettrodi del sistema di riduzione dell'anidride carbonica sono stati applicati con successo anche su grandi aree (50 cm 2 ), mostrando grandi promesse per la commercializzazione.
I ricercatori di KIST-TUB sono stati anche in grado di sviluppare un catalizzatore attraverso varie analisi operando. Il team ha confermato che la forma a forma di corallo, catalizzatore nano d'argento dell'elettrodo, prodotto utilizzando ioni di cloro attraverso un real-time, Metodo di analisi dell'assorbimento dei raggi X, ha elevate capacità di somministrazione di sostanze, grazie alla sua ampia superficie e struttura porosa. Ciò significa che il catalizzatore dimostra un'elevata efficienza nel processo di conversione dell'anidride carbonica. Hanno inoltre scoperto che il processo di conversione dell'anidride carbonica era meno efficiente quando non c'era idrofobicità durante la reazione; ciò significa che in futuro sarà necessario mantenere un certo livello di idrofobicità quando si svilupperanno elettrodi di conversione dell'anidride carbonica.
Dr. Hyung-Suk Oh del KIST, che hanno condotto congiuntamente la ricerca, disse, "Sviluppando dimensioni nanometriche, elettrodi catalizzatori d'argento a forma di corallo, siamo stati in grado di migliorare notevolmente la densità di corrente e le prestazioni del sistema di conversione elettrochimica dell'anidride carbonica, suggerendo così le direzioni per la ricerca futura." Ha aggiunto, "Si prevede che questo studio contribuirà notevolmente alla ricerca e allo sviluppo di sistemi di conversione elettrochimica dell'anidride carbonica".
