Zazwyczaj ten proces separacji CO2 wymaga ogromnych ilości energii. Jednak w pierwszym obliczeniu
W szczególności wykazali toświatło ultrafioletowe może być bardzo skuteczne w pobudzaniu cząsteczki organicznego oligofenylenu. Po wystawieniu na działanie światła UV oligofenylen staje się ujemnie naładowanym anionem, łatwo przenoszącym elektrony do pobliskiej cząsteczki, takiej jak CO2. W ten sposób dwutlenek węgla może odzyskać i przekształcić się w integralną część tworzyw sztucznych, lekarstw, a nawet mebli.
„Zredukowanie emisji CO2 jest niezwykle trudne,dlatego żyje w atmosferze przez dziesięciolecia. Ale ten ujemnie naładowany anion jest w stanie zredukować nawet tak stabilny produkt, jak CO2, więc jest obiecujący i dlatego go badamy.
Shaama Sharada, adiunkt, WISE Gabilan
Szybko rosnące stężenie dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej jest jednym z najpilniejszych problemów, jakie ludzkość musi rozwiązać, aby uniknąć katastrofy klimatycznej.
Od początku ery przemysłowej liczba ludzi wzrosłaEmisja CO2 do atmosfery o 45% w wyniku spalania paliw kopalnych i innych emisji. W rezultacie średnie temperatury na świecie są obecnie o dwa stopnie Celsjusza wyższe niż w epoce przedindustrialnej. Dzięki gazom cieplarnianym, takim jak CO2, ciepło słoneczne pozostaje w atmosferze, ogrzewając naszą planetę.
Wiele grup badawczych bada metody przekształcania CO2 wychwyconego w emisjach w paliwa lub surowce węglowe do wykorzystania w produktach konsumenckich, od środków farmaceutycznych po polimery.
W procesie tym tradycyjnie wykorzystuje się ciepłolub energię elektryczną wraz z katalizatorem w celu przyspieszenia konwersji CO2 w produkty. Jednakże wiele z tych metod jest często energochłonnych, co nie jest idealne w przypadku procesu mającego na celu zmniejszenie wpływu na środowisko. Wykorzystanie światła słonecznego do wzbudzenia cząsteczki katalizatora jest z kolei energooszczędne.
„Większość innych sposobów, aby to zrobić, obejmujeprzy użyciu chemikaliów na bazie metali, a metale te są metalami ziem rzadkich” – powiedział Sharada. „Mogą być drogie, trudne do znalezienia i potencjalnie toksyczne”.
Praca ta była pierwszą pracą obliczeniowąbadań tego rodzaju, ponieważ naukowcy nie badali wcześniej podstawowego mechanizmu przenoszenia elektronów z cząsteczki organicznej, takiej jak oligopenylen, do CO2. Zespół odkrył, że można wprowadzać systematyczne modyfikacje katalizatora oligofenylenowego, dodając grupy atomów, które nadają określone właściwości, gdy wiążą się z cząsteczkami, które mają tendencję do wypychania elektronów w kierunku środka katalizatora, aby przyspieszyć reakcję.
Zespół obecnie bada strategie projektowaniakatalizatory, które nie tylko prowadzą do wysokiego tempa reakcji, ale także umożliwiają wzbudzenie cząsteczki światłem widzialnym, wykorzystując zarówno chemię kwantową, jak i algorytmy genetyczne.
Czytaj także
Halo Andromedy zbliża się do naszej galaktyki. Powiemy Ci, dlaczego jest to ważne
Objawy koronawirusa u dzieci. Na co powinieneś zwrócić uwagę?
Okazało się, że cywilizacja Majów opuściła swoje miasta