โดยปกติแล้ว กระบวนการแยก CO2 นี้ต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาล อย่างไรก็ตามในการคำนวณครั้งแรก
โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาแสดงให้เห็นว่าแสงอัลตราไวโอเลตมีประสิทธิภาพมากในโมเลกุลโอลิโกเฟนลีนอินทรีย์ที่น่าตื่นเต้น เมื่อสัมผัสกับแสงยูวีโอลิโกฟีนลีนจะกลายเป็นประจุลบที่มีประจุลบและถ่ายเทอิเล็กตรอนไปยังโมเลกุลใกล้เคียงเช่น CO2 ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จึงสามารถฟื้นตัวและเปลี่ยนเป็นส่วนสำคัญของพลาสติกยาหรือแม้แต่เฟอร์นิเจอร์
“คาร์บอนไดออกไซด์นั้นลดได้ยากอย่างมากจึงอาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศมานานหลายทศวรรษ แต่ไอออนที่มีประจุลบนี้สามารถลดได้แม้กระทั่งผลิตภัณฑ์ที่เสถียรเช่น CO2 ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่ดีและทำไมเราถึงศึกษามัน
ชามา ชาราดา ผู้ช่วยศาสตราจารย์ WISE Gabilan
ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในชั้นบรรยากาศของโลกถือเป็นหนึ่งในปัญหาเร่งด่วนที่สุดที่มนุษยชาติต้องแก้ไขเพื่อหลีกเลี่ยงภัยพิบัติทางสภาพอากาศ
ตั้งแต่เริ่มยุคอุตสาหกรรมผู้คนก็มีเพิ่มมากขึ้นการปล่อย CO2 ในชั้นบรรยากาศ 45% เนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการปล่อยมลพิษอื่น ๆ ส่งผลให้อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกขณะนี้สูงกว่าในยุคก่อนอุตสาหกรรมถึง 2 องศาเซลเซียส ต้องขอบคุณก๊าซเรือนกระจก เช่น CO2 ความร้อนจากดวงอาทิตย์ยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศ ทำให้โลกของเราร้อนขึ้น
กลุ่มวิจัยจำนวนมากกำลังสำรวจวิธีการแปลง CO2 ที่จับได้จากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้เป็นเชื้อเพลิงหรือวัตถุดิบตั้งต้นคาร์บอนสำหรับผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภค ตั้งแต่เภสัชกรรมไปจนถึงโพลีเมอร์
กระบวนการนี้แต่เดิมใช้ความร้อนหรือไฟฟ้าร่วมกับตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเร่งการแปลงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้หลายวิธีมักจะใช้พลังงานสูง ซึ่งไม่เหมาะสำหรับกระบวนการที่มุ่งลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การใช้แสงแดดเพื่อกระตุ้นโมเลกุลของตัวเร่งปฏิกิริยาจะช่วยประหยัดพลังงานได้
“วิธีอื่นๆ ส่วนใหญ่ในการทำเช่นนี้เกี่ยวข้องกับการใช้สารเคมีที่ทำจากโลหะและโลหะเหล่านั้นเป็นโลหะหายาก” ชาราดากล่าว “พวกมันอาจมีราคาแพง หายาก และอาจเป็นพิษได้”
งานนี้เป็นงานคอมพิวเตอร์ชิ้นแรกการวิจัยในลักษณะนี้เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ไม่เคยศึกษากลไกพื้นฐานที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากโมเลกุลอินทรีย์ เช่น โอลิโกฟีนิลีน ไปเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ทีมงานพบว่าพวกเขาสามารถปรับเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาโอลิโกฟีนิลีนอย่างเป็นระบบได้โดยการเพิ่มกลุ่มอะตอมที่ให้คุณสมบัติบางอย่างเมื่อพวกมันจับกับโมเลกุลที่มีแนวโน้มที่จะผลักอิเล็กตรอนเข้าหาศูนย์กลางของตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเร่งปฏิกิริยา
ขณะนี้ทีมงานกำลังศึกษากลยุทธ์การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เพียง แต่นำไปสู่อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูง แต่ยังช่วยกระตุ้นโมเลกุลด้วยแสงที่มองเห็นได้โดยใช้ทั้งเคมีควอนตัมและอัลกอริธึมทางพันธุกรรม
อ่านยัง
รัศมีแอนโดรเมดากำลังเข้าใกล้ดาราจักรของเรา เราบอกคุณว่าเหตุใดจึงสำคัญ
อาการของ coronavirus ในเด็ก สิ่งที่คุณควรใส่ใจกับ
ปรากฎว่าทำให้อารยธรรมมายาออกจากเมืองของพวกเขา