Typischerweise erfordert dieser CO2-Abtrennungsprozess enorme Mengen an Energie. Allerdings in der ersten Berechnung
Insbesondere haben sie das gezeigtultraviolettes Licht kann das organische Oligophenylenmolekül sehr effektiv anregen. Wenn Oligophenylen UV-Strahlung ausgesetzt wird, wird es zu einem negativ geladenen Anion, das leicht Elektronen auf ein nahe gelegenes Molekül wie CO2 überträgt. So kann sich Kohlendioxid zurückgewinnen und zu einem integralen Bestandteil von Kunststoffen, Medikamenten oder sogar Möbeln werden.
„CO2 ist bekanntermaßen schwer zu reduzieren,Daher lebt es jahrzehntelang in der Atmosphäre. Aber dieses negativ geladene Anion ist in der Lage, sogar ein so stabiles Produkt wie CO2 zu reduzieren, also ist es vielversprechend und warum wir es untersuchen.
Shaama Sharada, Assistenzprofessorin, WISE Gabilan
Die schnell zunehmende Konzentration von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre ist eines der dringendsten Probleme, die die Menschheit lösen muss, um eine Klimakatastrophe zu verhindern.
Seit Beginn des Industriezeitalters sind die Menschen gewachsenCO2-Emissionen in die Atmosphäre um 45 % aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe und anderer Emissionen. Dadurch liegen die globalen Durchschnittstemperaturen mittlerweile zwei Grad Celsius höher als im vorindustriellen Zeitalter. Dank Treibhausgasen wie CO2 bleibt die Sonnenwärme in der Atmosphäre und erwärmt unseren Planeten.
Viele Forschungsgruppen erforschen Methoden, um durch Emissionen gebundenes CO2 in Kraftstoffe oder Kohlenstoffrohstoffe für Konsumgüter umzuwandeln, von Pharmazeutika bis hin zu Polymeren.
Bei diesem Verfahren kommt traditionell Wärme zum Einsatzoder Elektrizität zusammen mit einem Katalysator, um die Umwandlung von CO2 in Produkte zu beschleunigen. Allerdings sind viele dieser Methoden oft energieintensiv, was für einen Prozess zur Reduzierung der Umweltbelastung nicht ideal ist. Die Anregung des Katalysatormoleküls durch Sonnenlicht ist wiederum energieeffizient.
„Die meisten anderen Möglichkeiten, dies zu tun, umfassen„Wir verwenden Chemikalien auf Metallbasis, und diese Metalle sind Seltenerdmetalle“, sagte Sharada. „Sie können teuer, schwer zu finden und potenziell giftig sein.“
Diese Arbeit war die erste rechnerischeForschung dieser Art, weil Wissenschaftler zuvor den zugrunde liegenden Mechanismus, durch den ein Elektron von einem organischen Molekül wie Oligophenylen zu CO2 wandert, noch nicht untersucht hatten. Das Team fand heraus, dass es systematische Modifikationen am Oligophenylen-Katalysator vornehmen konnte, indem es Gruppen von Atomen hinzufügte, die bestimmte Eigenschaften verleihen, wenn sie sich an Moleküle binden, die dazu neigen, Elektronen in Richtung der Mitte des Katalysators zu drücken, um die Reaktion zu beschleunigen.
Das Team untersucht derzeit DesignstrategienKatalysatoren, die nicht nur zu einer hohen Reaktionsgeschwindigkeit führen, sondern auch die Anregung eines Moleküls mit sichtbarem Licht ermöglichen, wobei sowohl die Quantenchemie als auch genetische Algorithmen verwendet werden.
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