Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Магия металла превращает углекислый газ в полезные вещи

Магия металла превращает углекислый газ в полезные вещи

08 июня 2018


Обнаружено практически волшебное свойство металла, которое может стать панацеей для Земли. Многоцветный металл, известный как висмут, может помочь уменьшить уровень углекислого газа в атмосфере, предоставив возможность превратить его в источник экологически чистого топлива.

Это висмут. Исследователи UD идентифицировали уникальную способность металла, называемую «каталитической пластичностью», которую можно использовать для преобразования двуокиси углерода в жидкое топливо и промышленные химикаты.

Кусок металла, лежащий на столе в офисе Джоэля Розенталя в Университете штата Делавэр, выглядит так, будто он должен принадлежать карману волшебника. Блестящее серебро с розовыми разводами и золотыми брызгами... Металл называется висмутом, и в настоящее время он используется для производства многих продуктов, начиная от пуль для дробовиков и заканчивая косметикой и антацидами, включая Pepto-Bismol (висмута субсалицилат).

Но исследования профессора Розенталя расширяют репертуар висмута — он нашел в этом металле то, что это может помочь снизить уровни углекислого газа в атмосфере и обеспечить население топливом. Розенталь и его команда в отделе химии и биохимии Университета штата Делавэр обнаружили, что висмут обладает необычным свойством, которое может быть использовано для помощи окружающей среде — в качестве химической «искры», или катализатора конверсии углекислого газа (СО2) — парникового газа, в жидкое топливо и промышленные химикаты. Полученные результаты представлены в «ACS Catalysis», журнале, издаваемом Американским химическим обществом. Команда Розенталя также подала патент на эту работу. Розенталь относится к специфической способности висмута как к «каталитической пластичности». Когда электрический ток применяется к пленке висмута в ванне с солевым раствором, содержащей имидазольные ионы и ионы амидиния, он и его команда могут «включить» химическую реакцию, превращающую двуокись углерода в жидкое топливо, такое как бензин. Или в муравьиную кислоту — ценный химикат, применяющийся во многих производственных процессах: от консервирования продуктов питания людей и кормов для скота, до производства резины и кожи, искусственных ароматизаторов и парфюмерии.

Традиционно химикам было необходимо создавать новый катализатор для продвижения каждой химической реакции, которую они изучали, от стадии А до Б, от Б до В и т. д., говорит Розенталь, что делает такой подход — использование одного катализатора, который можно адаптировать или настраивать на эффективное продвижение нескольких типов реакций — особенно новаторским. «Мы работаем над тем, чтобы раздвинуть рамки этой идеи, — сказал Розенталь. «Наши новые результаты важны с технологической точки зрения — мы считаем, что эта платформа позволит получить возобновляемый источник энергии, такой, какими являются солнечная энергия и ветер, получаемый прямым производством жидких топлив. Но что более важно, мы считаем, что эта концепция „каталитической пластичности “ сигнализирует о возможном революционной смене парадигмы в данной области, появлении нового способа думать о преобразовании возобновляемых источников энергии, производстве топлива и катализа в целом».
Розенталь и его команда ранее показали, что пленки висмута могут использоваться в сочетании с некоторыми жидкими солями в качестве недорогих катализаторов для конверсии углекислого газа и возобновляемой энергии в газообразные виды топлива, такие как монооксид углерода. В нынешнем исследовании они обнаружили, что они могут использовать одни и те же материалы в присутствии различных солей для конверсии углекислого газа уже непосредственно в жидкое топливо. «Я был очарован областью катализа в течение длительного времени. Размышляя о возможности превратить что-то дешевое и обильное во что-то гораздо более полезное и ценное, не затрачивая лишней энергии, всегда захватывало мое воображение. Существуют философские параллели между катализом и целями древних алхимиков. Алхимия — это громкое слово, но в некотором смысле то, что мы изучаем, подобно современной алхимии — эффективное преобразование углекислого газа в более ценное топливо и химические вещества сродни попытке превратить свинец в золото», — сказал Розенталь.

Какое влияние могут оказать технологии Розенталя на нынешние уровни углекислого газа? «Трудно прогнозировать уровень непосредственного воздействия на эти уровни», — сказал он. «Эта технология позволит нам производить жидкое топливо с использованием возобновляемой электроэнергии из солнечного света и ветра, что, в свою очередь, уменьшит нашу потребность в обычных нефтяных ресурсах, что приведет к меньшему количеству выбросов двуокиси углерода». Метеорологическое оборудование Гавайской обсерватории Мауна-Лоа в апреле этого года показало, что уровень углекислого газа в атмосфере Земли достиг своего наивысшего значения, начиная с того времени, когда люди начали его контролировать. Его уровень в течение всего месяца был более 410 миллионных долей, или 410 ppm (от англ. parts per million, 1 ppm = 0,001 ‰ = 0,0001 % = 0,000 001 = 10−6). Розенталь работает над проблемой почти восьми лет и продолжает идти дальше. «Нахождение химикатов для смягчения выбросов углекислого газа и атмосферных уровней важно для меня», — сказал он.

Другая информация

18 января 2021
Парадокс Клейна подтверждён спустя почти 100 лет

Ученые попытались объяснить физический парадокс, который связан с задачей о туннелировании частиц.

14 января 2021
Размер шмелей повлиял на их разборчивость при выборе цветков

Зоологи утверждают, что крупные особи шмелей особым образом выбирают цветки, их приемы в выборе отличны от приемов особей шмелей поменьше.

11 января 2021
Европейский зонд Solar Orbiter пролетел мимо Венеры

27 декабря 2020 года аппарат прошел около второй планеты Солнечной системы, изменив наклонение орбиты, скорректировав путь до орбиты Солнца.

07 января 2021
Чип с метаповерхностью работает как магнито-оптическая система

Магнито-оптические ловушки — слишком сложные по устройству и громоздкие конструкции, поэтому ученые собрали альтернативную установку, работающую ничуть не хуже.

04 января 2021
Высокоточная 3D печать идеально подошла для микроэлектроники

Более полугода назад ученые заявили о новом методе 3D печати, который, как они предполагали, идеально подойдет для решения задач в микроэлектронике.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!