కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO2) విలువైన ఉత్పత్తులలో. ఈ ఆవిష్కరణ తరువాతి తరం ఎలక్ట్రోక్యాటలిస్ట్‌ల రూపకల్పన కోసం బ్లూప్రింట్‌ను అందిస్తుంది.
నాటింగ్హామ్ విశ్వవిద్యాలయం ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ మరియు బర్మింగ్‌హామ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఒక సహకార బృందం నానోటెక్స్టర్డ్ కార్బన్ నిర్మాణం ద్వారా మద్దతు ఇచ్చే టిన్ మైక్రోపార్టికల్స్‌తో చేసిన ఉత్ప్రేరకాన్ని అభివృద్ధి చేసింది. కార్బన్ ఎలక్ట్రోడ్ నుండి CO కి ఎలక్ట్రాన్లను బదిలీ చేయడంలో టిన్ కణాలు మరియు గ్రాఫైటిస్డ్ కార్బన్ నానోఫైబర్స్ మధ్య పరస్పర చర్యలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి2 అణువులు – CO ని మార్చడానికి ఒక ముఖ్యమైన దశ2 అనువర్తిత విద్యుత్ సంభావ్యత క్రింద ఫార్మాట్‌లోకి.
ఈ పరిశోధన యొక్క ఫలితాలు ప్రచురించబడ్డాయి ACS అనువర్తిత శక్తి పదార్థాలుఎ జర్నల్ ఆఫ్ ది అమెరికన్ కెమికల్ సొసైటీ పబ్లిషింగ్ ఇంటర్ డిసిప్లినరీ రీసెర్చ్ ఆన్ మెటీరియల్స్ ఫర్ ఎనర్జీ అప్లికేషన్స్.
కో2 గ్లోబల్ వార్మింగ్‌కు ప్రాధమిక సహకారి. సహ2 ఉపయోగకరమైన ఉత్పత్తులుగా మార్చవచ్చు, సాంప్రదాయ ఉష్ణ పద్ధతులు సాధారణంగా శిలాజ ఇంధనాల నుండి సేకరించిన హైడ్రోజన్‌పై ఆధారపడతాయి. అందువల్ల, ఎలెక్ట్రోక్యాటాలిసిస్ వంటి ప్రత్యామ్నాయ పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయడం చాలా అవసరం, ఇది కాంతివిపీడన మరియు పవన శక్తి వంటి స్థిరమైన ఇంధన వనరులను ఉపయోగిస్తుంది, అలాగే హైడ్రోజన్ వనరుగా నీటిని సమృద్ధిగా పొందడం.
ఎలెక్ట్రోక్యాటాలిసిస్లో, ఉత్ప్రేరక డ్రైవ్‌లకు విద్యుత్ సంభావ్యతను వర్తింపజేయడం పదార్థం ద్వారా ఎలక్ట్రాన్లను CO తో ప్రతిస్పందించడానికి2మరియు నీరు, విలువైన సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అటువంటి ఉత్పత్తి, ఫార్మేట్, పాలిమర్లు, ce షధాలు, సంసంజనాలు మరియు మరెన్నో రసాయన సంశ్లేషణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సరైన సామర్థ్యం కోసం, ఈ ప్రక్రియ అధిక ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు సెలెక్టివిటీని కొనసాగిస్తూ తక్కువ సంభావ్యతతో పనిచేయాలి, CO ని మార్చడానికి ఎలక్ట్రాన్ల సమర్థవంతమైన ఉపయోగాన్ని నిర్ధారిస్తుంది2 కావలసిన ఉత్పత్తులకు.
నాటింగ్హామ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధనా సహచరుడు డాక్టర్ మదసామి తంగముతు పరిశోధనా బృందానికి నేతృత్వంలో నేతృత్వంలో నేతృత్వంలో ఉన్నారు: “విజయవంతమైన ఎలెక్ట్రోక్యాటలిస్ట్ CO తో గట్టిగా బంధించాలి2 అణువు మరియు దాని రసాయన బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి ఎలక్ట్రాన్లను సమర్ధవంతంగా ఇంజెక్ట్ చేయండి. టిన్ కణాలతో పరస్పర చర్యను పెంచడానికి, వంగిన ఉపరితలాలు మరియు దశ అంచులను కలిగి ఉన్న నానోస్కేల్ ఆకృతితో గ్రాఫైటిస్డ్ నానోఫైబర్‌లను కలిగి ఉన్న కొత్త రకం కార్బన్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను మేము అభివృద్ధి చేసాము. “
నాటింగ్హామ్ విశ్వవిద్యాలయంలో పరిశోధనా సహాయకుడు టామ్ బర్వెల్ ఈ పనిని చేపట్టాడు, అదే సమయంలో సెంటర్ ఫర్ డాక్టరీ ట్రైనింగ్ ఇన్ సస్టైనబుల్ కెమిస్ట్రీలో చదువుకున్నాడు. అతను ఈ విధానాన్ని అభివృద్ధి చేశాడు మరియు ప్రయోగాత్మక పనిని నిర్వహించాడు, అతను ఇలా అన్నాడు: “రియాక్టింగ్ కో వినియోగించే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కొలవడం ద్వారా ఉత్ప్రేరకం యొక్క పనితీరును మేము అంచనా వేయవచ్చు2 అణువులు. సాధారణంగా, ఉత్ప్రేరకాలు ఉపయోగం సమయంలో క్షీణిస్తాయి, ఫలితంగా కార్యాచరణ తగ్గుతుంది. ఆశ్చర్యకరంగా, నానోటెక్స్టర్డ్ కార్బన్‌పై టిన్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రస్తుతము 48 గంటలకు పైగా నిరంతరం పెరిగింది. ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల విశ్లేషణ CO ను తగ్గించడానికి దాదాపు అన్ని ఎలక్ట్రాన్లు ఉపయోగించబడ్డాయి2 ఏర్పడటానికి, దాదాపు 100% సెలెక్టివిటీని కొనసాగిస్తూ 3.6 కారకం ద్వారా ఉత్పాదకతను పెంచడం. “
CO సమయంలో పరిశోధకులు ఈ స్వీయ-ఆప్టిమైజేషన్‌ను టిన్ మైక్రోపార్టికల్స్‌తో నానోపార్టికల్స్‌గా, 3 nm కంటే చిన్నదిగా మార్చారు2 తగ్గింపు ప్రతిచర్య. టామ్ బర్వెల్ ఇలా వివరించాడు: “ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీని ఉపయోగించి, చిన్న టిన్ కణాలు ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క నానోటెక్స్టర్డ్ కార్బన్‌తో మెరుగైన సంబంధాన్ని సాధించాయని మేము కనుగొన్నాము, ఎలక్ట్రాన్ రవాణాను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు క్రియాశీల టిన్ కేంద్రాల సంఖ్యను దాదాపు పదిరెట్లు పెంచింది.”
ఈ పరివర్తన ప్రవర్తన మునుపటి అధ్యయనాల నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ ఉత్ప్రేరకాలలో నిర్మాణాత్మక మార్పులు తరచుగా హానికరం. బదులుగా, నాటింగ్హామ్ బృందం అభివృద్ధి చేసిన ఉత్ప్రేరకంలో జాగ్రత్తగా ఇంజనీరింగ్ చేయబడిన మద్దతు టిన్ మరియు మెరుగైన పనితీరు యొక్క డైనమిక్ అనుసరణను అనుమతిస్తుంది.
నాటింగ్హామ్ విశ్వవిద్యాలయం, కెమిస్ట్రీ స్కూల్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ ప్రొఫెసర్ ఆండ్రీ ఖ్లోబిస్టోవ్ ఇలా అన్నారు: “CO2 ప్రసిద్ధ గ్రీన్హౌస్ వాయువు మాత్రమే కాదు, రసాయనాల ఉత్పత్తికి విలువైన ఫీడ్‌స్టాక్ కూడా. పర్యవసానంగా, కార్బన్ మరియు టిన్ వంటి భూమి సమృద్ధిగా ఉన్న పదార్థాల నుండి కొత్త ఉత్ప్రేరకాలను రూపొందించడం స్థిరమైన CO కి చాలా ముఖ్యమైనది2 UK యొక్క నెట్-జీరో ఉద్గారాల లక్ష్యాన్ని మార్చడం మరియు సాధించడం. మా ఉత్ప్రేరకాలు ఉత్తమ విలువను నిర్ధారించడానికి విస్తరించిన ఉపయోగం కంటే చురుకుగా ఉండాలి. “
ఈ ఆవిష్కరణ ఎలెక్ట్రోకాటాలిసిస్ కోసం మద్దతు రూపకల్పనను అర్థం చేసుకోవడంలో ఒక దశ మార్పును సూచిస్తుంది. నానోస్కేల్ వద్ద ఉత్ప్రేరకాలు మరియు వాటి మద్దతు మధ్య పరస్పర చర్యను ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం ద్వారా, CO ని మార్చడానికి ఈ బృందం అత్యంత ఎంపిక చేసిన మరియు స్థిరమైన ఉత్ప్రేరకాలకు పునాది వేసింది2 విలువైన ఉత్పత్తులలో.
ఈ పనికి EPSRC ప్రోగ్రామ్ గ్రాంట్ ‘మెటల్ అణువులపై ఉపరితలాలు మరియు స్థిరమైన భవిష్యత్తు కోసం MASI) నిధులు సమకూరుస్తుంది, ఇది మూడు కీలక అణువులను మార్చడానికి ఉత్ప్రేరక పదార్థాలను అభివృద్ధి చేయడానికి సిద్ధంగా ఉంది – కార్బన్ డయాక్సైడ్, హైడ్రోజన్ మరియు అమ్మోనియా – ఇది చాలా ముఖ్యమైనది ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు పర్యావరణం. అరుదైన మూలకాల సరఫరాను క్షీణించకుండా మరియు కార్బన్ మరియు బేస్ లోహాలు వంటి భూమి యొక్క సమృద్ధిగా ఉన్న అంశాలను తయారు చేయకుండా రసాయన మూలకాల యొక్క స్థిరమైన వాడకాన్ని నిర్ధారించడానికి మాసి ఉత్ప్రేరకాలు అణు-సమర్థవంతమైన మార్గంలో తయారు చేయబడతాయి.
