Зазвичай цей процес поділу CO2 вимагає величезних витрат енергії. Однак у першому обчислювальному
Зокрема, вони продемонстрували, щоультрафіолетове світло може бути дуже ефективним для збудження органічної молекули олігофенілена. Під впливом УФ-випромінювання олігофенілен стає негативно зарядженим аніоном, легко переносить електрони на найближчу молекулу, таку як CO2. Таким чином вуглекислий газ стає здатним відновлюватися і перетворюватися на складової частини пластмас, ліків або навіть меблів.
«CO2, як відомо, важко скоротити,тому він десятиліттями живе у атмосфері. Але цей негативно заряджений аніон здатний відновлювати навіть такий стабільний продукт, як CO2, тому багатообіцяючий і тому ми вивчаємо його.
Шаама Шарада, доцент WISE Gabilan
Концентрація вуглекислого газу в атмосфері Землі, що швидко зростає, — одна з найнагальніших проблем, які людство має вирішити, щоб уникнути кліматичної катастрофи.
З початку індустріальної ери люди збільшиливикиди CO2 в атмосфері на 45% за рахунок спалювання викопного палива та інших викидів. В результаті середні глобальні температури зараз на два градуси Цельсія вищі, ніж у доіндустріальну епоху. Завдяки парниковим газам, таким як CO2, сонячне тепло залишається в атмосфері, нагріваючи нашу планету.
Багато дослідних груп вивчають методи перетворення CO2, що уловлюється викидами, в паливо або вуглецеву сировину для споживчих товарів, від фармацевтичних препаратів до полімерів.
У цьому процесі традиційно використовується теплоабо електрика разом з каталізатором для прискорення перетворення CO2 на продукти. Однак багато з цих методів часто є енергоємними, що не ідеально для процесу, спрямованого на зниження впливу на довкілля. Використання сонячного світла для збудження молекули каталізатора своєю чергою енергоефективно.
«Більшість інших способів зробити це включаютьвикористання хімічних речовин на основі металів, і ці метали є рідкісноземельними металами», - сказала Шарада. "Вони можуть бути дорогими, їх важко знайти, і вони потенційно можуть бути токсичними".
Ця робота була першим обчислювальнимдослідженням подібного роду, оскільки вчені раніше не вивчали основний механізм переміщення електрона від органічної молекули, такої як олигофенилен, CO2. Команда виявила, що вони можуть проводити систематичні модифікації олігофеніленового каталізатора, додаючи групи атомів, які надають певних властивостей при зв'язуванні з молекулами, які мають тенденцію підштовхувати електрони до центру каталізатора, щоб прискорити реакцію.
Зараз команда вивчає стратегії дизайнукаталізаторів, які не тільки призводять до високої швидкості реакції, але також дозволяють порушувати молекулу видимим світлом, використовуючи як квантову хімію, так і генетичні алгоритми.
Читати також
Ореол Андромеди наближається до нашої галактики. Розповідаємо, чому це важливо
Симптоми коронавируса у дітей. На що варто звернути увагу?
З'ясувалося, що змусило цивілізацію майя покинути свої міста