Tento proces separácie CO2 zvyčajne vyžaduje obrovské množstvo energie. Avšak v prvom výpočtovom
Predovšetkým to preukázaliultrafialové svetlo môže byť veľmi účinné pri excitácii molekuly organického oligofenylénu. Pri vystavení UV žiareniu sa z oligofenylénu stáva záporne nabitý anión, ktorý ľahko prenáša elektróny na blízku molekulu, ako je CO2. Oxid uhličitý sa tak dokáže zotaviť a stane sa neoddeliteľnou súčasťou plastov, liekov alebo dokonca nábytku.
„Znižovanie CO2 je notoricky ťažké,preto žije v atmosfére desiatky rokov. Ale tento negatívne nabitý anión je schopný redukovať aj taký stabilný produkt, akým je CO2, takže je to sľubné a prečo to študujeme.
Shaama Sharada, odborný asistent, WISE Gabilan
Rýchlo rastúca koncentrácia oxidu uhličitého v zemskej atmosfére je jedným z najnaliehavejších problémov, ktoré musí ľudstvo vyriešiť, aby sa vyhlo klimatickej katastrofe.
Od začiatku priemyselnej éry ľudí pribudloEmisie CO2 do atmosféry o 45 % v dôsledku spaľovania fosílnych palív a iných emisií. V dôsledku toho sú teraz priemerné globálne teploty o dva stupne Celzia vyššie ako v predindustriálnej ére. Vďaka skleníkovým plynom, ako je CO2, zostáva teplo zo slnka v atmosfére a ohrieva našu planétu.
Mnohé výskumné skupiny skúmajú metódy na premenu CO2 zachyteného emisiami na palivá alebo uhlíkové suroviny pre spotrebné produkty, od liečiv až po polyméry.
Tento proces tradične využíva teploalebo elektriny spolu s katalyzátorom na urýchlenie premeny CO2 na produkty. Mnohé z týchto metód sú však často energeticky náročné, čo nie je ideálne pre proces zameraný na zníženie vplyvu na životné prostredie. Použitie slnečného žiarenia na excitáciu molekuly katalyzátora je zase energeticky efektívne.
„Väčšina iných spôsobov, ako to urobiť, zahŕňapomocou chemikálií na báze kovov a tieto kovy sú kovy vzácnych zemín,“ povedal Sharada. "Môžu byť drahé, ťažko dostupné a potenciálne toxické."
Táto práca bola prvou výpočtovouvýskum tohto charakteru, pretože vedci predtým neštudovali základný mechanizmus, ktorým sa elektrón presúva z organickej molekuly, ako je oligofenylén, na CO2. Tím zistil, že by mohli vykonávať systematické úpravy oligofenylénového katalyzátora pridaním skupín atómov, ktoré prepožičiavajú určité vlastnosti, keď sa viažu na molekuly, ktoré majú tendenciu tlačiť elektróny smerom k stredu katalyzátora, aby urýchlili reakciu.
Tím v súčasnosti študuje návrhové stratégiekatalyzátory, ktoré vedú nielen k vysokej reakčnej rýchlosti, ale umožňujú aj excitáciu molekuly viditeľným svetlom pomocou kvantovej chémie aj genetických algoritmov.
Prečítajte si tiež
Svietidlo Andromeda sa blíži k našej galaxii. Povieme vám, prečo je to dôležité
Príznaky koronavírusu u detí. Čomu by ste mali venovať pozornosť?
Ukázalo sa, že donútilo mayskú civilizáciu opustiť svoje mestá