Uczeni z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego oraz Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego podzielili się na łamach czasopisma naukowego Journal of The American Chemical Society wynikami badań nad nowymi strukturami umożliwiającymi efektywniejszą przemianę CO2 w prostsze związki chemiczne takie jak metan, metanol, etanol czy etylen.
Czytaj też: Najstarsza taka armata w całej Europie. Polacy mieli udział w jej stworzeniu
Jest to istotny proces, który pomoże nie tylko zmniejszyć sumarycznie ilość emitowanego gazu cieplarnianego, ale także przyczynić się do ekologicznej produkcji niektórych węglowodorów. Badacze pracowali dokładnie nad elektrokatalityczną redukcją CO2, którą dotychczas przeprowadzano przy użyciu metalicznej miedzi. Niestety materiał ten bardzo szybko się zużywa i stąd pojawiła się potrzeba znalezienia nowych, o wiele bardziej wydajnych.
Czytaj też: Polacy przygotowują się na zimę. Warszawskie ścieki ogrzeją konkretne miejsca w stolicy
Polacy dokonali redukcji dwutlenku węgla za pomocą nowatorskiej metody
Naukowcy wykorzystali dwuwymiarowe szkielety metaloorganiczne (two-dimensional metal–organic frameworks, 2D MOF) utworzone z jonów metali i nieorganicznych klastrów połączonych sztywnymi organicznymi łącznikami – czytamy w komunikacie prasowym Uniwersytetu Warszawskiego. Okazuje się, że te struktury potrafią być zarówno wydajne, jak i ekonomiczne.
Autorzy przedstawiają w swoim artykule, w jaki sposób ta konkretna klasa 2D MOF oparta na rdzeniu ftalocyjaninowym zapewnia wydajną produkcję etylenu i etanolu. Mechanizm reakcji przebadano bardzo innowacyjnymi metodami obliczeniowymi: Grand Canonical Potential Kinetics (GCP-K) i Grand Canonical Quantum Mechanics (GC-QM), które pozwalają uzyskać szybkość reakcji przy stałym potencjale zewnętrznym i zarazem porównać ten wynik później z rezultatami eksperymentów.
Czytaj też: Polacy wyprodukują paliwo przyszłości! Wielkie osiągnięcie warszawskich naukowców
Finalnie dzięki 2D MOF udało się zwiększyć produkcję etylenu aż o imponujące 50 proc., a metanu o 25 proc. Ta metoda może w przyszłości znaleźć zastosowanie w wielu przestrzeniach, gdzie potrzebna będzie wydajna konwersja dwutlenku węgla na inne paliwa i surowce chemiczne – konkludują naukowcy. Ich odkrycie może również sprostać wymaganiom zrównoważonego rozwoju przemysłu, który prędzej czy później będzie musiał funkcjonować bez nieodnawialnych paliw kopalnych.