Một vật liệu mới làm từ đồng có thể giúp các nhà hóa học tái chế khí nhà kính không mong muốn thành một loại nhiên liệu xanh mong muốn.
Thêm ethanol làm giảm năng lượng trong một gallon xăng. Nhưng nó mang lại một sự cân bằng tốt đẹp: Nó giúp xăng đốt sạch hơn. Vì vậy, sản xuất etanol từ CO 2 sẽ tốt hơn cho môi trường
Để làm được điều đó, trước tiên các nhà nghiên cứu cần phá vỡ CO 2 thành các khối xây dựng của nó. Nó chỉ ra rằng đây là một nhiệm vụ khó khăn. Trong những trường hợp như vậy, các nhà hóa học thường chuyển sang sử dụng chất xúc tác [CAT-uh-list]. Những vật liệu như vậy tăng tốc độ phản ứng hóa học.
Tại đây, nhóm đã phát triển một chất xúc tác hoàn toàn mới, Di-Jia Liu lưu ý. Một nhà hóa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne, ở Lemont, Ill., Ông đứng đầu nhóm phát triển chất xúc tác này. Với nó, điện áp cần thiết để bắt đầu phản ứng CO 2 -thành-etanol mới ít hơn nhiều so với những gì cần thiết để bắt đầu các phản ứng tương tự, Liu nói. Và mặc dù các phản ứng hóa học thường tạo ra nhiều sản phẩm phụ không mong muốn, nhưng phản ứng mới này thì không. Ông báo cáo rằng hơn 90% sản phẩm cuối cùng là etanol.
Vai trò của đồng
Chất xúc tác mới sử dụng lớp cacbon để hỗ trợ các nguyên tử đồng. Những nguyên tử đồng đó được trải ra, như thể là sự xa cách xã hội. Khi dòng điện chạy qua chất xúc tác, các nhóm nguyên tử đồng ở xa liên kết với nhau, tạo thành các cụm 3 hoặc 4 nguyên tử. Bằng cách bắn tia X cực mạnh vào chúng, Liu nói rằng nhóm của ông có thể “theo dõi phản ứng hóa học khi nó xảy ra”.
Các cụm đó kích hoạt chất xúc tác, giúp CO 2 phản ứng với nước. CO 2 bây giờ phân tách thành các nguyên tử cacbon và oxy. Và nước - hay H 2 O - phân tách thành các nguyên tử hydro và oxy. Tất cả các nguyên tử được giải phóng này giờ đây tự sắp xếp lại để tạo thành etanol (C 2 H 6 O).
Paul Kenis là một kỹ sư hóa học tại Đại học Illinois ở Urbana-Champaign. Ông nói rằng bài báo mới mô tả "một chất xúc tác rất thú vị, sáng tạo."
Anna Klinkova cũng mô tả chất xúc tác mới là "rất tuyệt." Tuy nhiên, nhà hóa học này tại Đại học Waterloo ở Canada vẫn còn một chút hoài nghi. Cô ấy nói rằng cần phải xem xét kỹ hơn phản ứng. "Nó có thể phức tạp hơn những gì được trình bày."
Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục thử nghiệm quy trình mới. Họ cũng hy vọng có thể tạo ra các vật liệu hữu ích khác từ carbon dioxide. Đó là lý do tại sao nghiên cứu mới không phải là bước cuối cùng, Liu nói. “Sự thật là đây mới chỉ là bước khởi đầu của hành trình nghiên cứu lâu dài này.”