A VCU kutatói felfedeztek egy hatékony katalizátort a szén-dioxid termokémiai hangyasavvá alakítására – ez a felfedezés egy új szén-dioxid-megkötési stratégiát kínálhat, amelyet vissza lehet szorítani a világ éghajlatváltozással való küzdelmében. A légköri szén-dioxid potenciálisan fontos tényezője.
„Köztudott, hogy az üvegházhatású gázok légköri mennyiségének gyors növekedése és káros környezeti hatásai az emberiség előtt álló egyik legnagyobb kihívást jelentik napjainkban” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Dr. Shiv N. Khanna, a VCU Bölcsészettudományi Karának fizika tanszékének emeritus professzora. „A CO2 katalitikus átalakítása hasznos vegyi anyagokká, például hangyasavvá (HCOOH) egy költséghatékony alternatív stratégia a CO2 káros hatásainak enyhítésére. A hangyasav egy alacsony toxicitású folyadék, amely könnyen szállítható és tárolható szobahőmérsékleten. Magas hozzáadott értékű kémiai prekurzorként, hidrogéntárolóként és a jövőbeni fosszilis tüzelőanyagok lehetséges helyettesítőjeként is használható.”
Hanna és Dr. Turbasu Sengupta, a VCU kutatófizikusa felfedezte, hogy a fémkalkogenidek kötött klaszterei katalizátorként működhetnek a CO2 termokémiai átalakulásában hangyasavvá. Eredményeiket a Communications Chemistry of Nature Portfolio folyóiratban megjelent „CO2 átalakítása hangyasavvá kvantumállapotok hangolásával fémkalkogenid klaszterekben” című cikkükben ismertetik.
„Megmutattuk, hogy a ligandumok megfelelő kombinációjával jelentősen csökkenthető a CO2 hangyasavvá alakításának reakciós akadálya, ami nagymértékben felgyorsítja a hangyasav előállítását” – mondta Hanna. „Tehát azt mondanánk, hogy ezek az állítólagos katalizátorok megkönnyíthetik vagy megvalósíthatóbbá tehetik a hangyasav szintézisét. Nagyobb klaszterek használata több ligandumkötőhellyel, vagy hatékonyabb donorligandumok hozzákapcsolása összhangban van a hangyasav-átalakításban elért további fejlesztéseinkkel, amelyek a számítógépes szimulációkban bemutatottakhoz képest is elérhetők.”
A tanulmány Hanna korábbi munkájára épül, amely kimutatta, hogy a megfelelő ligandumválasztással egy klasztert elektronokat leadó szuperdonorrá vagy elektronokat elfogadó akceptorrá alakíthat.
„Most megmutatjuk, hogy ugyanez a hatás nagy potenciállal rendelkezik a fém-kalkogenid klasztereken alapuló katalízisben” – mondja Hanna. „A stabil kötött klaszterek szintézisének és elektronleadási vagy -felvételi képességük szabályozásának képessége új területet nyit meg a katalízisben, mivel a legtöbb katalitikus reakció olyan katalizátoroktól függ, amelyek elektronleadást vagy -felvételt biztosítanak.”
A terület egyik első kísérleti tudósa, Dr. Xavier Roy, a Columbia Egyetem kémia docense április 7-én ellátogat a VCU-ra a Fizika Tanszék tavaszi szimpóziumára.
„Együtt fogunk működni vele, hogy kiderítsük, hogyan tudunk hasonló katalizátort fejleszteni és megvalósítani a kísérleti laboratóriumában” – mondta Hanna. „Már szorosan együttműködtünk a csoportjával, ahol egy új típusú mágneses anyagot szintetizáltak. Ezúttal ő lesz a katalizátor.”
Iratkozzon fel a VCU hírlevelére a newsletter.vcu.edu oldalon, és kapjon válogatott történeteket, videókat, fotókat, híreket és eseménylistákat a postaládájába.
A CoStar Group 18 millió dollárt költ a VCU-ra a CoStar Művészeti és Innovációs Központ építésére