د خاورې یو پراخه ویشل شوی منرال، α-Iron-(III) آکسی هایدروکسایډ، د کاربن ډای اکسایډ د فارمیک اسید ته د عکس کمولو لپاره د بیا کارولو وړ کتلست په توګه وموندل شو. کریډیټ: پروفیسور کازوهیکو مایدا
د لیږد وړ سونګ توکو لکه فارمیک اسید (HCOOH) ته د CO2 عکس کمول په اتموسفیر کې د CO2 د کچې د لوړیدو سره د مبارزې لپاره یوه ښه لاره ده. د دې کار سره د مرستې لپاره، د ټوکیو د ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ کې یوې څیړنې ډلې د اوسپنې پر بنسټ یو اسانه موجود منرال غوره کړ او دا یې د ایلومینا ملاتړ ته بار کړ ترڅو یو کتلست رامینځته کړي چې کولی شي په مؤثره توګه CO2 په HCOOH بدل کړي، شاوخوا 90٪ انتخاب!
برقي موټرونه د ډېرو خلکو لپاره یو زړه راښکونکی انتخاب دی، او یو مهم دلیل یې دا دی چې دوی د کاربن اخراج نه لري. په هرصورت، د ډېرو لپاره یوه لویه نیمګړتیا د دوی د رینج نشتوالی او د چارج کولو اوږد وخت دی. دا هغه ځای دی چې مایع سونګ لکه پټرول لویه ګټه لري. د دوی لوړ انرژي کثافت د اوږد واټن او ګړندي تیلو ډکولو معنی لري.
د پټرول یا ډیزل څخه بل مایع سونګ ته بدلول کولی شي د کاربن اخراج له منځه یوسي پداسې حال کې چې د مایع سونګ ګټې ساتي. د مثال په توګه، د سونګ موادو په حجره کې، فارمیک اسید کولی شي انجن ته بریښنا ورکړي پداسې حال کې چې اوبه او کاربن ډای اکسایډ خوشې کوي. په هرصورت، که چیرې فارمیک اسید د اتموسفیر CO2 HCOOH ته کمولو سره تولید شي، نو یوازینی خالص محصول اوبه دي.
زموږ په اتموسفیر کې د کاربن ډای اکسایډ د کچې لوړیدل او د نړیوالې تودوخې سره د دوی ونډه اوس عام خبرونه دي. لکه څنګه چې څیړونکو د ستونزې لپاره د مختلفو لارو چارو سره تجربه وکړه، یو اغیزمن حل راڅرګند شو - په اتموسفیر کې اضافي کاربن ډای اکسایډ د انرژۍ بډایه کیمیاوي موادو ته واړول.
د لمر په رڼا کې د CO2 د فوتوریډکشن له لارې د فارمیک اسید (HCOOH) په څیر د سونګ توکو تولید په دې وروستیو کې ډیر پام ځانته اړولی دی ځکه چې دا پروسه دوه ګونی ګټه لري: دا د CO2 اضافي اخراج کموي او همدارنګه د هغه انرژۍ کمولو کې مرسته کوي چې موږ یې اوس مهال ورسره مخ یو. کمښت. د لوړ انرژي کثافت سره د هایدروجن لپاره د غوره لیږدونکي په توګه، HCOOH کولی شي د احتراق له لارې انرژي چمتو کړي پداسې حال کې چې یوازې اوبه د فرعي محصول په توګه خوشې کوي.
د دې ګټور حل د واقعیت جوړولو لپاره، ساینس پوهانو د فوتوکاتلیټیک سیسټمونه رامینځته کړي دي چې د لمر وړانګو په مرسته کاربن ډای اکسایډ کموي. دا سیسټم د رڼا جذبونکي سبسټریټ (یعنې، یو فوتوسنزیټیزر) او یو کتلست څخه جوړ دی چې د CO2 کمولو لپاره اړین څو الکترون لیږد فعالوي HCOOH ته. او پدې توګه د مناسب او اغیزمن کتلستونو لټون پیل شو!
د کاربن ډای اکسایډ فوتوکاټالیټیک کمښت د عام کارول شوي مرکب انفوګرافیکونو په کارولو سره. کریډیټ: پروفیسور کازوهیکو مایدا
د دوی د موثریت او احتمالي بیا کارولو وړتیا له امله، جامد کتلستونه د دې دندې لپاره غوره نوماندان ګڼل کیږي، او د کلونو په اوږدو کې، د ډیری کوبالټ، منګنیز، نکل او اوسپنې پر بنسټ د فلزاتو-عضوي چوکاټونو (MOFs) کتلست وړتیاوې سپړل شوي، چې له دې جملې څخه وروستی د نورو فلزاتو په پرتله ځینې ګټې لري. په هرصورت، تر دې دمه راپور شوي ډیری اوسپنې پر بنسټ کتلستونه یوازې د اصلي محصول په توګه کاربن مونو اکسایډ تولیدوي، نه HCOOH.
په هرصورت، دا ستونزه د ټوکیو د ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ (ټوکیو ټیک) د څیړونکو یوې ډلې لخوا د پروفیسور کازوهیکو مایدا په مشرۍ په چټکۍ سره حل شوه. په یوه وروستۍ څیړنه کې چې په کیمیاوي ژورنال انجواندټ چیمي کې خپره شوې، ټیم د α-Iron(III) آکسی هایدروکسایډ (α-FeO​OH؛ جیوتایټ) په کارولو سره د ایلومینا (Al2O3) ملاتړ شوي اوسپنې پر بنسټ کتلست وښود. ناول α-FeO​OH/Al2O3 کتلست د CO2 څخه HCOOH ته د تبادلې غوره فعالیت او غوره بیا کارول ښیې. کله چې د دوی د کتلست انتخاب په اړه وپوښتل شول، پروفیسور مایدا وویل: "موږ غواړو د CO2 فوتو ریډکشن سیسټمونو کې د کتلست په توګه ډیر زیات عناصر وپلټو. موږ یو قوي کتلست ته اړتیا لرو چې فعال، بیا کارول کیدونکی، غیر زهرجن او ارزانه وي. له همدې امله موږ د خپلو تجربو لپاره د ګویتایټ په څیر په پراخه کچه ویشل شوي خاورې منرالونه غوره کړل."
ټیم د خپل کتلست د ترکیب لپاره د امیندوارۍ یوه ساده طریقه وکاروله. بیا دوی د اوسپنې ملاتړ شوي Al2O3 موادو څخه کار واخیست ترڅو د خونې په تودوخه کې د روتینیم پر بنسټ (Ru) فوتوسینسیټایزر، الکترون ډونر، او د 400 نانومیټرو څخه ډیر طول موج سره د لید وړ رڼا په شتون کې د CO2 فوتوکټالیټیک ډول کم کړي.
پایلې ډېرې هڅونکې دي. د اصلي محصول HCOOH لپاره د دوی د سیسټم انتخاب ۸۰-۹۰٪ و چې د ۴.۳٪ کوانټم حاصل سره (د سیسټم موثریت په ګوته کوي).
دا څیړنه د خپل ډول لومړی ډول اوسپنه لرونکی جامد کتلست وړاندې کوي چې کولی شي HCOOH تولید کړي کله چې د اغیزمن فوتوسنزیټایزر سره جوړه شي. دا د مناسب ملاتړ موادو (Al2O3) اهمیت او د فوتو کیمیکل کمولو غبرګون باندې د هغې اغیزې هم بحث کوي.
"زموږ څېړنه ښيي چې د شنه انرژۍ اقتصاد ته لاره پېچلې نه ده. حتی د کتلست چمتو کولو ساده طریقې هم ښې پایلې ورکولی شي، او دا ښه معلومه ده چې د ځمکې څخه ډک مرکبات، که چیرې د الومینا په څیر مرکباتو لخوا ملاتړ شي، د CO2 کمولو لپاره د انتخابي کتلست په توګه کارول کیدی شي،" پروفیسور مایدا پای ته رسوي.
حوالې: "د الیومینا ملاتړ شوی الفا-اوسپنې (III) اکسي هایدروکسایډ د لید وړ رڼا لاندې د CO2 عکس اخیستلو لپاره د بیا کارونې وړ جامد کتلست په توګه" داهیون ان، ډاکټر شونتا نیشیوکا، ډاکټر شوهی یاسودا، ډاکټر توموکي کانازوا، ډاکټر یوشینوبو کاماکورا، پرو. یوشینوبو کاماکورا، پرو. Nozawa, Prof Kazuhiko Maeda, 12 May 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"دا هغه ځای دی چې مایع سونګ لکه پټرول لویه ګټه لري. د دوی لوړ انرژي کثافت د اوږد واټن او ګړندي تیلو ډکولو معنی لري."
د ځینو شمېرو په اړه څنګه؟ د فارمیک اسید د انرژۍ کثافت د پټرول سره څنګه پرتله کیږي؟ په کیمیاوي فورمول کې یوازې د کاربن اتوم سره، زه شک لرم چې دا به حتی د پټرول سره نږدې شي.
سربیره پردې، بوی یې ډېر زهرجن دی او د تیزاب په توګه، د ګازولین په پرتله ډېر زنګ وهونکی دی. دا د حل وړ انجینرۍ ستونزې نه دي، مګر پرته لدې چې فارمیک اسید د رینج زیاتولو او د بیټرۍ د تیلو ډکولو وخت کمولو کې د پام وړ ګټې وړاندې کړي، دا شاید د هڅو ارزښت ونلري.
که دوی پلان درلود چې له خاورې څخه ګویتایټ راوباسي، نو دا به د انرژۍ متمرکز کان کیندنې عملیات وي او په بالقوه توګه چاپیریال ته زیان رسوي.
دوی ممکن په خاوره کې د ډیرو ګویتایټ یادونه وکړي ځکه چې زه شک لرم چې دا به ډیرې انرژۍ ته اړتیا ولري ترڅو اړین خام مواد ترلاسه کړي او د ګویتایټ ترکیب کولو لپاره یې غبرګون وښيي.
دا اړینه ده چې د پروسې ټول ژوند دوره وګورو او د هرڅه د انرژۍ لګښت محاسبه کړو. ناسا د وړیا لانچ په څیر هیڅ شی ونه موند. نور باید دا په ذهن کې وساتي.
سای ټیک ډیلي: له ۱۹۹۸ راهیسې د غوره تخنیکي خبرونو کور. د بریښنالیک یا ټولنیزو رسنیو له لارې د وروستي تخنیکي خبرونو سره تازه اوسئ.
یوازې د باربي کیو د لوګي او مسمومونکي خوندونو په اړه فکر کول د ډیری خلکو د خولې کولو لپاره کافي دي. دوبی راغلی دی، او د ډیری لپاره ...