Source ng Litrato: MaxPixel. (CC0)

Ang mga chemist ay nag-engineered ng isang Molekyul na gumagamit ng liwanag o kuryente upang i-convert ang carbon dioxide sa carbon monoxide-isang carbon-neutral na mapagkukunan ng gasolina-mas mahusay kaysa sa anumang iba pang paraan ng "pagbabawas ng carbon."

"Kung maaari kang lumikha ng isang mahusay na Molekyul para sa reaksyon na ito, ito ay makagawa ng enerhiya na libre at maitatago sa anyo ng mga fuels," sabi ng pinuno ng pag-aaral na Liang-shi Li, na propesor sa departamento ng kimika sa Indiana University Bloomington. "Ang pag-aaral na ito ay isang pangunahing hakbang sa direksyong iyon."

Ang pagsusunog ng gasolina-tulad ng carbon monoxide-ay gumagawa ng carbon dioxide at naglalabas ng enerhiya. Ang pag-on ng carbon dioxide pabalik sa gasolina ay nangangailangan ng hindi bababa sa parehong halaga ng enerhiya. Ang isang pangunahing layunin sa mga siyentipiko ay nagpapababa ng labis na enerhiya na kinakailangan.

Ito ang eksaktong kinita ng molekula ni Li: nangangailangan ng pinakamababang halaga ng enerhiya na iniulat sa ngayon upang makapagpatuloy ng pagbuo ng carbon monoxide. Ang molecule-isang nanographene-rhenium complex na konektado sa pamamagitan ng isang organic compound na kilala bilang bipyridine-nagpapalitaw ng isang mahusay na reaksyon na nag-convert ng carbon dioxide sa carbon monoxide.

Ang kakayahan na mabisa at eksklusibo na lumikha ng carbon monoxide ay makabuluhang dahil sa kakayahang makitungo ng molecule.

"Ang carbon monoxide ay isang mahalagang hilaw na materyales sa maraming prosesong pang-industriya," sabi ni Li. "Isa rin itong paraan upang mag-imbak ng enerhiya bilang isang carbon-neutral na gasolina dahil hindi ka naglalagay ng carbon pa sa kapaligiran. Ibinalik mo muli ang solar power na ginamit mo upang gawin ito. "

Ang lihim sa kahusayan ng molecule ay nanographene-isang piraso ng nanometer-scale ng grapayt, isang karaniwang anyo ng carbon (ibig sabihin ang itim na "lead" sa mga lapis) -dahil ang madilim na kulay ng materyal ay sumisipsip ng malaking halaga ng sikat ng araw.

Sinabi ni Li na ang bipyridine-metal complexes ay matagal nang pinag-aralan upang mabawasan ang carbon dioxide sa carbon monoxide na may sikat ng araw. Ngunit ang mga molecule na ito ay maaaring gumamit lamang ng isang maliit na sliver ng liwanag sa sikat ng araw, lalo na sa ultraviolet range, na kung saan ay hindi nakikita sa mata. Sa kaibahan, ang molekula ay tumatagal ng bentahe ng liwanag na sumisipsip ng kapangyarihan ng nanographene upang lumikha ng isang reaksyon na gumagamit ng sikat ng araw sa haba ng daluyong hanggang sa 600 nanometers-isang malaking bahagi ng nakikitang liwanag na spectrum.

Mahalaga, sabi ni Li, ang molekula ay gumaganap bilang isang dalawang-bahagi na sistema: isang nanographene "kolektor ng enerhiya" na sumisipsip ng enerhiya mula sa sikat ng araw at isang atomic rhenium "engine" na gumagawa ng carbon monoxide. Ang kolektor ng enerhiya ay nagtutulak ng isang daloy ng mga elektron sa rhenium atom, na paulit-ulit na nagbubuklod at nag-convert ng normal na matatag na carbon dioxide sa carbon monoxide.

Ang ideya na mag-link ng nanographene sa metal ay lumitaw mula sa mas maaga na mga pagsisikap ni Li upang lumikha ng isang mas mahusay na solar cell na may materyal na nakabatay sa carbon. "Tinanong namin ang aming sarili: Puwede ba nating iwaksi ang gitnang tao-solar cell-at gamitin ang light-absorbing quality ng nanographene na nag-iisa upang mapabilis ang reaksyon?" Sabi niya.

Susunod, plano ni Li na gawing mas makapangyarihan ang molekula, pati na ang pagtatagal ng mas mahabang panahon at mabuhay sa isang di-likido na anyo, dahil ang mga matitibay na katalista ay mas madaling gamitin sa tunay na mundo. Gumagawa din siya upang palitan ang rhenium atom sa molekula-isang bihirang elemento-na may mangganeso, isang mas karaniwan at mas mura na metal.

Ang Indiana University Office ng Vice Provost for Research at ang National Science Foundation ay sumuporta sa pananaliksik, na lumilitaw sa Journal ng mga Amerikano Society kimikal.

Source: Indiana University

Mga Kaugnay Books

at InnerSelf Market at Amazon