Yeni bir karbondioksit dönüştürme aracı

Cornell Üniversitesi’ndeki bilim adamları, gazı faydalı ürünlere dönüştürmek amacıyla elektrokimyaya tabi tutulduğunda karbon dioksitin maruz kaldığı reaksiyonları anlamak için 120 yıllık Cottrell denklemini elden geçirdiler. Araştırmacılar, klasik denklemin elektrokimyacıların etilen, etan veya etanol gibi arzu edilen ürünleri oluşturmak için reaksiyonları kontrol etmelerine yardımcı olabileceğine ve çevresel bir sorunu etkili bir şekilde yenilenebilir bir kaynağa dönüştürebileceğine inanıyor.

Cornell Üniversitesi’nden bilim adamları, atmosferik karbondioksiti işlevsel bir ürüne dönüştürmeye ve sera gazlarını yönetmeye yardımcı olmak için asırlık bir elektrokimyasal denklem olan Cottrell denklemini yeniden gözden geçirdiler.

Adını 1903’te icat eden kimyager Frederick Gardner Cottrell’den alan bu denklem, şimdi modern araştırmacılar için değerli bir araç olarak hizmet ediyor. Bilim adamları, kontrollü bir laboratuvar ortamında elektrokimya uygulayarak, karbondioksitin maruz kalabileceği çeşitli etkileşimler hakkında daha net bir anlayış elde edebilirler.

Karbon dioksitin elektrokimyasal indirgenmesi, gazı çevresel bir yükümlülükten kimyasal ürünler için bir ham maddeye dönüştürme veya doğanın yaptığı gibi yenilenebilir elektriği kimyasal bağlar biçiminde depolama aracı olarak kullanma fırsatı sunar.

Çalışmaları dergide yayınlandı ACS katalizörü.

dedi baş yazar Rileigh Casebolt DiDomenico, Cornell Üniversitesi’nde Profesör Tobias Hanrath’ın gözetiminde kimya mühendisliği doktora öğrencisi.

DiDomenico, “Tepki üzerinde daha iyi kontrole sahip olursak, istediğimiz şeyi istediğimiz zaman yapabiliriz,” dedi. “Cottrell denklemi, oraya ulaşmamıza yardımcı olan araçtır.”

Denklem, araştırmacının karbondioksiti alıp etilen, etan veya etanol gibi yararlı karbon ürünlerine dönüştürmek için deneysel parametreleri tanımlamasını ve kontrol etmesini sağlar.

Kıdemli yazar Tobias Hanrath, günümüzde birçok araştırmacı, katalizör yüzeyindeki süreçlerin ayrıntılı bir atomik resmini sağlamak için gelişmiş hesaplama yöntemleri kullanıyor, ancak bu yöntemler genellikle deneylerle doğrudan karşılaştırmayı zorlaştıran birkaç ince varsayım içeriyor.

Hanrath, “Bu eski denklemin güzelliği, çok az varsayımın olması,” dedi. “Deneysel veriler eklerseniz, gerçeği daha iyi anlarsınız. Bu eski bir klasik. Güzel olduğunu düşündüğüm kısım buydu.”

“Daha eski olduğu için,” dedi DiDomenico, “Cottrell denklemi unutulmuş bir teknikti. Bu klasik bir elektrokimya. Onu insanların zihinlerinde ön plana çıkarmak bile harikaydı. Ve bence bu denklem diğer elektrokimyacıların kendi sistemlerini incelemelerine yardımcı olacak.”

Referans: Reilly Caspolte de Domenico, Kelsey Levine, Lila Remanis, Hector de Abroena ve Reilly Caspolte de Domenico, Kelsey Levine ve Tobias Hanrath, 27 Mart 2023 ve ACS katalizörü.
DOI: 10.1021/acscatal.2c06043

Çalışma Ulusal Bilim Vakfı, bir Cornell Enerji Sistemleri Enstitüsü-Corning Mezun Bursu ve Cornell Engineering Learning Initiative tarafından finanse edildi.