Main menu

Pages

محفز جديد يحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود ومواد كيميائية مفيدة

 

New catalyst efficiently turns carbon dioxide into useful fuels and chemicals

محفز جديد يحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود ومواد كيميائية مفيدة

 

New catalyst efficiently turns carbon dioxide into useful fuels and chemicals  محفز جديد يحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود ومواد كيميائية مفيدة

تصميم علي ثاير النعيمي

 


تاريخ: 13 أغسطس 2020

مصدر: جامعة براون

ملخص:

من خلال تحويل ثاني أكسيد الكربون بكفاءة عاليه إلى منتجات هيدروكربونية معقدة ، يمكن أن يساعد المحفز الجديد على إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون الزائد في الهواء.

 

مع استمرار ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، يبحث العلماء عن طرق جديدة لتحطيم جزيئات ثاني أكسيد الكربون لصنع أنواع من الوقود والمواد الكيميائية والمنتجات الأخرى المفيدة التي تعتمد على الكربون. الآن ، وجد فريق من باحثي جامعة براون طريقة لضبط محفز نحاسي لإنتاج الهيدروكربونات المعقدة - المعروفة باسم منتجات C2-plus - من ثاني أكسيد الكربون بكفاءة ملحوظة.

 

 

مركب  C2-plus

في دراسة نُشرت في مجلة Nature Communications ، أبلغ الباحثون عن محفز يمكنه إنتاج مركبات C2-plus بكفاءة تصل إلى 72٪ (مقياس لمدى كفاءة استخدام الطاقة الكهربائية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات التفاعل الكيميائي). يقول الباحثون إن هذا أفضل بكثير من الأكتشافات المُبلغ عنها للمحفزات الأخرى لتفاعلات C2-plus. ويمكن رفع مستوى عملية التحضير إلى المستوى الصناعي بسهولة إلى حد ما ، مما يمنح المحفز الجديد إمكانية الاستخدام في جهود إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع.

 

 

يقول بالمور إنه كانت هناك خطوات كبيرة في السنوات الأخيرة في تطوير محفزات النحاس التي يمكن أن تصنع جزيئات أحادية الكربون. على سبيل المثال ، طورت بالمور وفريقها في براون مؤخرًا محفزًا للرغوة النحاسية يمكنه إنتاج حمض الفورميك بكفاءة ، وهو مادة كيميائية مهمة أحادية الكربون. لكن الاهتمام يتزايد بالتفاعلات التي يمكن أن تنتج منتجات C2-plus.

 

وقال بالمور: "في النهاية ، يسعى الجميع إلى زيادة عدد الكربون في المنتج إلى درجة إنتاج وقود كربون أعلى ومواد كيميائية".

 

كانت هناك أدلة من بحث سابق على أن الهالوجين للنحاس - وهو تفاعل يكسو سطح النحاس بذرات من الكلور أو البروم أو اليود في وجود جهد كهربائي - يمكن أن يزيد انتقائية المحفز لمنتجات C2-plus. جرب كيم مجموعة متنوعة من طرق الهالوجين المختلفة ، مع التركيز على عناصر الهالوجين والجهود الكهربائية التي تنتج المحفزات ذات الأداء الأفضل في تفاعلات CO2-to-C2-plus. وجد أن المستحضرات المثلى يمكن أن تنتج كفاءات فارادا بين 70.7٪ و 72.6٪ ، أعلى بكثير من أي محفز نحاسي آخر.

 


اهمية البحث

يساعد البحث في الكشف عن السمات التي تجعل محفز النحاس جيدًا لمنتجات C2-plus. تحتوي المستحضرات ذات الكفاءة الأعلى على عدد كبير من العيوب السطحية - الشقوق الصغيرة والشقوق في السطح المهلجن - والتي تعتبر بالغة الأهمية لتفاعلات اقتران الكربون والكربون. يبدو أن مواقع العيوب هذه هي مفتاح انتقائية المحفزات العالية تجاه الإيثيلين ، وهو منتج C2-plus يمكن بلمرته واستخدامه في صناعة البلاستيك.

 

في نهاية المطاف ، سيساعد هذا المحفز في إعادة التدوير على نطاق واسع لثاني أكسيد الكربون. الفكرة هي التقاط ثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه المنشآت الصناعية مثل محطات الطاقة وتصنيع الأسمنت أو مباشرة من الهواء وتحويله إلى مركبات كربون مفيدة أخرى. يتطلب ذلك محفزًا فعالاً يسهل إنتاجه وتجديده ، وغير مكلف بما يكفي للعمل على نطاق صناعي. يقول الباحثون إن هذا المحفز الجديد مرشح واعد.

 

قال بالمور: "كنا نعمل مع محفزات على نطاق معمل لتجاربنا ، لكن يمكنك إنتاج محفز بأي حجم تقريبًا باستخدام الطريقة التي تم تطويرها".

 

تم تمويل البحث من قبل National Science Foundation (CHE-1240020).

 

 

 

المصادر

  • Materials provided by Brown UniversityNote: Content may be edited for style and length.
  • Taehee Kim, G. Tayhas R. Palmore. A scalable method for preparing Cu electrocatalysts that convert CO2 into C2 productsNature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-16998-9

 



Comments

contents title