ALTIN 499,21
DOLAR 8,8689
EURO 10,4740
BIST 1.385
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 23 °C
Parçalı Bulutlu

Üç Parçalı Katalizör Fazla CO2’yi Kullanılabilir Etanole Dönüştürmeye Yardımcı Olur

14.09.2021
6
Üç Parçalı Katalizör Fazla CO2’yi Kullanılabilir Etanole Dönüştürmeye Yardımcı Olur

Kredi: Brookhaven Ulusal Laboratuvarı / Amerikan Kimya Derneği Dergisi (DOI: 10.1021/jacs.1c03940)

Katalizör Çalışması Karbondioksitten Etanole Dönüşümü İlerliyor

Teori ve deney kombinasyonu, üç parçalı bir katalizörün aşırı CO2’yi dönüştürmeye nasıl yardımcı olduğunu gösterir.2 kullanılabilir etanole dönüştürülür.

Bilim adamlarının uluslararası bir işbirliği, büyük bir sera gazı olan karbondioksiti ve hidrojeni, yakıt olarak yararlı olan etanole verimli bir şekilde dönüştürecek neredeyse “yeşil” sıfır net karbon teknolojisinin gerçekleştirilmesine yönelik önemli bir adım attı. diğer birçok kimyasal uygulama. Çalışma, bu zorlu reaksiyonda başarılı bir şekilde gezinmek için bir “yol haritası” rapor etmekte ve teorik modelleme ve deneysel karakterizasyon kullanarak tam reaksiyon dizisinin bir resmini sunmaktadır.

ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Brookhaven Ulusal Laboratuvarı tarafından yönetilen grup, sezyum, bakır ve çinko oksidi yakın temas konfigürasyonunda bir araya getirmenin karbondioksiti (CO2) dönüştüren bir reaksiyon yolunu katalize ettiğini belirledi.2) etanole (C2H6Ö). Ayrıca bu üç parçalı arayüzün neden başarılı olduğunu da keşfettiler. 23 Temmuz 2021 tarihli çevrimiçi baskısında bir makalede açıklanan çalışma, Amerikan Kimya Derneği Dergisi CO2’yi seçici olarak dönüştürmek için pratik bir endüstriyel katalizörün nasıl geliştirileceğine dair daha fazla araştırmayı yönlendirecektir.2 etanol içine. Bu tür süreçler, CO2’yi geri dönüştürebilen teknolojilere yol açacaktır.2 yanmadan yayılır ve kullanılabilir kimyasallara veya yakıtlara dönüştürür.

Ping Liu, Jose Rodriguez, Xuelong Wang ve Wenjie Liao

(Soldan sağa) Brookhaven Laboratuvarı araştırmacıları Ping Liu, Jose Rodriguez ve Xuelong Wang, Stony Brook Üniversitesi’nden Wenjie Liao ile Brookhaven Kimya binasının önünde. Universidad Central de Venezuela’dan Pedro Ramirez de çalışma üzerinde çalıştı (resimde yok). Kredi: Brookhaven Ulusal Laboratuvarı

Çalışmada incelenen üç bileşenin hiçbiri CO2’yi ayrı ayrı katalize edemez.2-etanole dönüşüm veya çiftler halinde olamazlar. Ancak üçlü belirli bir konfigürasyonda bir araya getirildiğinde, buluştukları bölge CO2’nin dönüşümünü sağlayan karbon-karbon bağı oluşumu için yeni bir yol açar.2 etanol mümkün. Bunun anahtarı sezyum, bakır ve çinko oksit bölgeleri arasındaki iyi ayarlanmış etkileşimdir.

“Karbondioksitin metanole dönüştürülmesi konusunda çok fazla çalışma yapıldı, ancak etanolün metanole göre birçok avantajı var. Yakıt olarak etanol daha güvenli ve daha güçlüdür. Ancak, reaksiyonun karmaşıklığı ve CC bağ oluşumunu kontrol etmenin zorluğu nedeniyle sentezi çok zor, “dedi çalışmanın ilgili araştırmacısı Brookhaven kimyager Ping Liu. “Artık dönüşümü yapmak için ne tür bir konfigürasyonun gerekli olduğunu ve her bileşenin reaksiyon sırasında oynadığı rolleri biliyoruz. Bu büyük bir atılım.”

Arayüz, küçük miktarlarda bakır ve sezyumun bir çinko oksit yüzeyine bırakılmasıyla oluşturulur. Üç malzemenin buluştuğu bölgeleri incelemek için grup, CO2 için reaksiyon mekanizmasında olası bir değişiklik gösteren x-ışını fotoemisyon spektroskopisi adı verilen bir x-ışını tekniğine döndü.2 sezyum eklendiğinde hidrojenasyon. Yaygın olarak kullanılan iki teorik yaklaşım kullanılarak daha fazla ayrıntı ortaya çıkarıldı: “yoğunluk fonksiyonel teorisi” hesaplamaları, malzemelerin yapılarını araştırmak için bir hesaplamalı modelleme yöntemi ve reaksiyon kinetiğini simüle etmek için “kinetik Monte Carlo simülasyonu” bilgisayar simülasyonu. Bu çalışma için grup, Brookhaven’ın Fonksiyonel Nanomalzemeler Merkezi ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nın Ulusal Enerji Araştırmaları Bilimsel Hesaplama Merkezi’nin bilgi işlem kaynaklarını kullandı, her ikisi de DOE Bilim Ofisi Kullanıcı Tesisleri.

Modellemeden öğrendikleri şeylerden biri, sezyumun aktif sistemin hayati bir bileşeni olduğudur. Onun varlığı olmadan etanol yapılamaz. Ayrıca bakır ve çinko oksit ile iyi koordinasyon da önemlidir. Ama daha öğrenecek çok şey var.

Çalışmaya katılan Brookhaven kimyager José Rodriguez, “Karbondioksiti kullanılabilir etanole dönüştürebilecek bir endüstriyel sürece ulaşmadan önce üstesinden gelinmesi gereken birçok zorluk var” dedi. “Örneğin, etanol üretimine yönelik seçiciliği geliştirmenin net bir yolu olmalı. Kilit bir konu, katalizörün doğası ile reaksiyon mekanizması arasındaki bağlantıyı anlamaktır; bu çalışma, bu çabanın ön saflarında yer almaktadır. Sürecin temel bir anlayışını hedefliyoruz.”

Bu araştırma alanının bir başka amacı da CO2 için ideal bir katalizör bulmaktır.2 iki veya daha fazla karbon atomuna sahip (etanolün iki atomu vardır) ve bu nedenle endüstriyel uygulamalar ve emtia ürünlerinin üretimi için daha yararlı ve arzu edilen “yüksek” alkollere dönüşüm. Bu çalışmada incelenen katalizör avantajlıdır çünkü bakır ve çinko oksit bazlı katalizörler kimya endüstrisinde zaten yaygındır ve CO2’den metanol sentezi gibi katalitik işlemlerde kullanılır.2.

Araştırmacılar, çalışma koşulları altında katalizörlerin karakterizasyonu için benzersiz bir araç ve teknikler paketi sunan, aynı zamanda bir DOE Bilim Ofisi Kullanıcı Tesisi olan Brookhaven’ın Ulusal Synchrotron Işık Kaynağı II’sinde takip çalışmaları planladılar. Orada, Cu-Cs-ZnO sistemini ve farklı bir bileşime sahip katalizörleri daha ayrıntılı olarak araştıracaklar.

Referans: “C-C Eşleşmesi ve CO’dan Etanol Sentezi için Sezyum Kaynaklı Aktif Bölgeler2 Cu/ZnO(0001̅) Yüzeylerinde Hidrojenasyon”, Xuelong Wang, Pedro J. Ramírez, Wenjie Liao, José A. Rodriguez ve Ping Liu, 23 Temmuz 2021, Amerikan Kimya Derneği Dergisi.
DOI: 10.1021/jacs.1c03940

Bu çalışma Brookhaven Ulusal Laboratuvarı (Xuelong Wang, Jose Rodriguez, Ping Liu), Universidad Central de Venezuela (Pedro Ramirez) ve Stony Brook Üniversitesi’nden (Wenjie Liao) bilim adamları tarafından yapıldı.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.