De op molybdeensuiker gebaseerde katalysator vernietigt effectief kooldioxide

Toen dit eenmaal was voltooid, kon het team de katalysator gebruiken om kooldioxide om te zetten in koolmonoxide (CO), een belangrijke bouwsteen voor de productie van een verscheidenheid aan nuttige chemicaliën. Wanneer de reactie bijvoorbeeld plaatsvindt in de aanwezigheid van waterstof, veranderen kooldioxide en waterstof in syngas (of syngas), een waardevolle grondstof voor de productie van brandstoffen die benzine kunnen vervangen.

De katalysator werkte bij omgevingsdruk en hoge temperaturen (300-600°C) en zette kooldioxide met 100% selectiviteit om in kooldioxide.

Hoge selectiviteit betekent dat de katalysator alleen op kooldioxide inwerkt, zonder de omringende materialen te beschadigen. Met andere woorden: de industrie kan de katalysator toepassen op grote hoeveelheden opgevangen gassen en zich selectief alleen op kooldioxide richten. De katalysator bleef ook in de loop van de tijd stabiel, wat betekent dat hij actief bleef en niet ontleedde.

“In de scheikunde is het niet ongebruikelijk dat een katalysator na een paar uur zijn selectiviteit verliest”, zegt Omar K. vreugde, de studie Dat zegt de senior auteur in een mediaverklaring. “Maar na 500 uur onder zware omstandigheden veranderde de selectiviteit niet.”

Dit is opmerkelijk omdat koolstofdioxide een stabiel en hardnekkig molecuul is.

“Het omzetten van koolstofdioxide is niet eenvoudig”, zegt Milad Khoshoui, co-hoofdauteur van het onderzoek. “CO2 is een chemisch stabiel molecuul, en we moesten deze stabiliteit overwinnen, wat veel energie kost.”

Het ontwikkelen van materialen die nodig zijn om koolstof af te vangen is de belangrijkste focus van Farha Lab. Zijn groep ontwikkelt metaal-organische raamwerken (MOF’s), een soort zeer poreus materiaal van nanoformaat dat lijkt op ‘verfijnde, programmeerbare badsponzen’. Farha onderzoekt MOF's voor diverse toepassingen, waaronder het rechtstreeks uit de lucht halen van koolstofdioxide.

Vanuit het perspectief van de onderzoeker zouden het MOF en de nieuwe katalysator kunnen samenwerken om een ​​rol te spelen bij het afvangen en vastleggen van koolstof.

“Op een gegeven moment zouden we MOF’s kunnen gebruiken om koolstofdioxide op te vangen, gevolgd door een katalysator om het om te zetten in iets nuttigers,” opperde Farha. “Een tandemsysteem dat twee verschillende materialen gebruikt voor twee opeenvolgende stappen zou de weg vooruit kunnen zijn.”

“Dit kan ons helpen de vraag te beantwoorden: wat doen we met de opgevangen koolstofdioxide?”, zei Khoshuai. “Op dit moment is het plan om het ondergronds te isoleren. Maar ondergrondse tanks moeten aan veel eisen voldoen om CO2 veilig en permanent op te slaan. We wilden een meer universele oplossing ontwerpen die overal kan worden gebruikt en tegelijkertijd economische waarde toevoegt.”