Vanligtvis kräver denna CO2-separationsprocess enorma mängder energi. Men i den första beräkningen
I synnerhet visade de detultraviolett ljus kan vara mycket effektivt för att excitera den organiska oligofenylenmolekylen. Vid exponering för UV-ljus blir oligofenylen en negativt laddad anjon som lätt överför elektroner till en närliggande molekyl som CO2. Således kan koldioxid återhämta sig och bli en integrerad del av plast, läkemedel eller till och med möbler.
"CO2 är notoriskt svårt att minska,därför lever den i atmosfären i årtionden. Men denna negativt laddade anjon kan reducera även en så stabil produkt som CO2, så det är lovande och varför vi studerar det.
Shaama Sharada, biträdande professor, WISE Gabilan
Den snabbt ökande koncentrationen av koldioxid i jordens atmosfär är ett av de mest akuta problemen som mänskligheten måste lösa för att undvika klimatkatastrofer.
Sedan början av den industriella eran har människorna ökatCO2-utsläpp i atmosfären med 45 % på grund av förbränning av fossila bränslen och andra utsläpp. Som ett resultat är den globala genomsnittstemperaturen nu två grader Celsius högre än under den förindustriella eran. Tack vare växthusgaser som CO2 stannar värme från solen kvar i atmosfären och värmer vår planet.
Många forskargrupper undersöker metoder för att omvandla CO2 som fångas upp av utsläpp till bränslen eller kolråvaror för konsumentprodukter, från läkemedel till polymerer.
Denna process använder traditionellt värmeeller elektricitet tillsammans med en katalysator för att påskynda omvandlingen av CO2 till produkter. Många av dessa metoder är dock ofta energikrävande, vilket inte är idealiskt för en process som syftar till att minska miljöpåverkan. Att använda solljus för att excitera katalysatormolekylen är i sin tur energieffektivt.
"De flesta andra sätt att göra det här involveraranvänder metallbaserade kemikalier och dessa metaller är sällsynta jordartsmetaller, säger Sharada. "De kan vara dyra, svåra att hitta och potentiellt giftiga."
Detta arbete var det första beräkningsarbetetforskning av detta slag eftersom forskare inte tidigare har studerat den underliggande mekanismen genom vilken en elektron förflyttar sig från en organisk molekyl, såsom oligofenylen, till CO2. Teamet fann att de kunde göra systematiska modifieringar av oligofenylenkatalysatorn genom att lägga till grupper av atomer som ger vissa egenskaper när de är bundna till molekyler som tenderar att trycka elektroner mot mitten av katalysatorn för att påskynda reaktionen.
Teamet studerar för närvarande designstrategierkatalysatorer som inte bara resulterar i en hög reaktionshastighet utan också möjliggör excitation av en molekyl med synligt ljus med både kvantkemi och genetiska algoritmer.
Läs också
Andromedahalan närmar sig vår galax. Vi berättar varför det är viktigt
Symtom på coronavirus hos barn. Vad du bör vara uppmärksam på?
Det visade sig att den Maya-civilisationen lämnade sina städer