Новый инструмент для преобразования углекислого газа

Ученые из Корнельского университета переделали уравнение Коттрелла 120-летней давности, чтобы понять реакции, которым подвергается углекислый газ при воздействии электрохимии, с целью преобразования газа в полезные продукты. Исследователи считают, что классическое уравнение может помочь электрохимикам контролировать реакции для создания желаемых продуктов, таких как этилен, этан или этанол, эффективно превращая проблему окружающей среды в возобновляемый ресурс.

Ученые из Корнельского университета пересмотрели электрохимическое уравнение вековой давности, уравнение Коттрелла, чтобы помочь в преобразовании атмосферного углекислого газа в функциональный продукт и в управлении этим парниковым газом.

Уравнение Коттрелла

Это уравнение, названное в честь химика Фредерика Гарднера Коттрелла, который разработал его в 1903 году, теперь служит ценным инструментом для современных исследователей. Применяя электрохимию в контролируемой лабораторной среде, ученые могут получить более четкое представление о разнообразных реакциях, в которые может вступать углекислый газ.

Электрохимическое восстановление двуокиси углерода дает возможность превратить газ из опасного для окружающей среды сырья в сырье для химических продуктов или в среду для хранения возобновляемой электроэнергии в форме химических связей, как это делает природа.

Их работа была опубликована в журнале ACS Catalysis.

• «Для двуокиси углерода, чем лучше мы понимаем пути реакции, тем лучше мы можем контролировать реакцию — а это то, чего мы хотим в долгосрочной перспективе», — сказал ведущий автор Райли Кейсболт ДиДоменико, докторант химического машиностроения в Корнелле под руководством Проф. Тобиас Ханрат.
• «Если у нас будет лучший контроль над реакцией, мы сможем делать то, что хотим и когда хотим», — сказал ДиДоменико. «Уравнение Коттрелла — это инструмент, который помогает нам достичь этого».

Уравнение позволяет исследователю определять и контролировать экспериментальные параметры, чтобы получать углекислый газ и преобразовывать его в полезные углеродные продукты, такие как этилен, этан или этанол.

Современные эксперименты

По словам старшего автора Тобиаса Ханрата, многие исследователи сегодня используют передовые вычислительные методы для получения подробной атомистической картины процессов на поверхности катализатора, но эти методы часто включают несколько нюансов, которые усложняют прямое сравнение с экспериментами.

• «Великолепие этого старого уравнения в том, что в нем очень мало допущений, — сказал Ханрат.
• «Если вы вводите экспериментальные данные, вы лучше понимаете правду. Это старая классика. Это та часть, которую я считал красивой».

Ди Доменико сказал:

• «Уравнение Коттрелла стало забытым методом из-за того, что оно старше. Это классическая электрохимия. Просто вернуть его на передний план в умах людей было круто. И я думаю, что это уравнение поможет другим электрохимикам изучать свои собственные системы».

Источник

Метки: углекислый газ