Normaal gesproken vergt dit CO2-afscheidingsproces enorme hoeveelheden energie. Echter, in de eerste berekening
In het bijzonder hebben ze dat aangetoondultraviolet licht kan zeer effectief zijn bij het opwekken van het organische oligofenyleenmolecuul. Bij blootstelling aan UV-licht wordt oligofenyleen een negatief geladen anion, dat gemakkelijk elektronen overbrengt naar een nabijgelegen molecuul zoals CO2. Zo kan kooldioxide zich herstellen en een integraal onderdeel worden van kunststoffen, medicijnen of zelfs meubels.
“CO2 is notoir moeilijk te verminderen,daarom leeft het tientallen jaren in de atmosfeer. Maar dit negatief geladen anion is in staat zelfs een stabiel product als CO2 te reduceren, dus het is veelbelovend en waarom we het bestuderen.
Shaama Sharada, universitair docent, WISE Gabilan
De snel toenemende concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer van de aarde is een van de meest urgente problemen die de mensheid moet oplossen om een klimaatcatastrofe te voorkomen.
Sinds het begin van het industriële tijdperk is het aantal mensen toegenomenCO2-uitstoot in de atmosfeer met 45% door de verbranding van fossiele brandstoffen en andere emissies. Als gevolg hiervan zijn de gemiddelde temperaturen op aarde nu twee graden Celsius hoger dan in het pre-industriële tijdperk. Dankzij broeikasgassen zoals CO2 blijft de warmte van de zon in de atmosfeer, waardoor onze planeet opwarmt.
Veel onderzoeksgroepen onderzoeken methoden om CO2 dat door emissies wordt opgevangen, om te zetten in brandstoffen of koolstofgrondstoffen voor consumentenproducten, van farmaceutische producten tot polymeren.
Bij dit proces wordt traditioneel warmte gebruiktof elektriciteit samen met een katalysator om de omzetting van CO2 in producten te versnellen. Veel van deze methoden zijn echter vaak energie-intensief, wat niet ideaal is voor een proces dat gericht is op het verminderen van de impact op het milieu. Het gebruik van zonlicht om het katalysatormolecuul te exciteren is op zijn beurt energie-efficiënt.
"De meeste andere manieren om dit te doen zijn betrokkenwaarbij gebruik wordt gemaakt van op metaal gebaseerde chemicaliën en die metalen zijn zeldzame aardmetalen,” zei Sharada. “Ze kunnen duur, moeilijk te vinden en potentieel giftig zijn.”
Dit werk was het eerste computationeleonderzoek van deze aard omdat wetenschappers niet eerder het onderliggende mechanisme hadden bestudeerd waarmee een elektron van een organisch molecuul, zoals oligofenyleen, naar CO2 beweegt. Het team ontdekte dat ze systematische wijzigingen aan de oligofenyleenkatalysator konden aanbrengen door groepen atomen toe te voegen die bepaalde eigenschappen verlenen wanneer ze zich binden aan moleculen die de neiging hebben elektronen naar het midden van de katalysator te duwen om de reactie te versnellen.
Het team bestudeert momenteel ontwerpstrategieënkatalysatoren die niet alleen resulteren in een hoge reactiesnelheid, maar ook de excitatie van een molecuul met zichtbaar licht mogelijk maken, met behulp van zowel kwantumchemie als genetische algoritmen.
Lees ook
De Andromeda-halo nadert onze melkweg. We vertellen je waarom het belangrijk is
Symptomen van coronavirus bij kinderen. Waar moet je op letten?
Het bleek dat de Maya-beschaving hun steden verliet