تولید نانوکاتالیستی برای تبدیل کربن‌دی‌اکسید به مواد شیمیایی صنعتی

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، با افزایش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای دانشمندان به دنبال حذف این گاز از اتمسفر و تولید مواد مفید از آن هستند. اما مشکلات زیادی در این مسیر وجود دارد. برای تحقق این هدف، محققان اقدام به طراحی و ساخت نانوکاتالیستی کردند که می‌تواند دی‌اکسیدکربن را به مواد شیمیایی صنعتی تبدیل کند.

مطالعات در مورد سیستم‌های تبدیل الکتروشیمیایی دی‌اکسیدکربن که می‌تواند برای از بین بردن این گاز گلخانه‌ای بدون آلودگی محیط‌زیست استفاده شود، ادامه دارد. با این روش می‌توان مواد شیمیایی مفیدی را از طریق فرآیند‌های پتروشیمی به‌دست آورد، این فناوری برای ایجاد یک دنیای بدون کربن ضروری است.

در حالی که از طریق تعدادی از مطالعات مرتبط، پیشرفت قابل توجهی حاصل شده است، اما این دستاورد‌ها تاکنون فقط در مقیاس آزمایشگاهی بوده‌اند. در حقیقت، هنوز بسیاری از موانع استفاده صنعتی مانند تولید انبوه و توسعه کاتالیزور‌ها و الکترود‌های مناسب، در این مسیر وجود دارد.

موسسه علم و فناوری کره (KIST)، اعلام کرد که یک تیم تحقیقاتی از مرکز تحقیقات انرژی پاک، به رهبری هیونگ سوک اوه، یون جونگ هوانگ و وونگ هوی لی اقدام به توسعه فناوری نانوکاتالیزور مس کردند که ساختاری کروی و شبیه به خارپشت دریایی دارد. این نانوکاتالیست می‌تواند در یک سیستم تبدیل الکتروشیمیایی دی‌اکسیدکربن با بازده بالا استفاده شود، سامانه‌ای که در نهایت اتیلن و اتانول تولید می‌کند.

کاتالیزور خارپشت شکل که توسط تیم تحقیقاتی KIST تهیه شده‌است قادر به تولید مقادیر زیادی اتیلن، یک ماده پایه نفتی است که برای تولید انواع محصولات صنعتی از جمله پلاستیک، لاستیک مصنوعی و مواد ساختمانی استفاده می‌شود. این کاتالیزور دارای آرایه‌ای از سوزن‌های نامنظم بوده و از لحاظ ظاهری شبیه خارپشت دریایی است. این طراحی منحصر به فرد فعالیت کاتالیزوری را از طریق نوک تیز سوزن امکان‌پذیر می‌کند. استفاده از این کاتالیزور باعث تولید اتیلن با مقادیر زیاد در ولتاژ کمتری نسبت به کاتالیزور‌های معمولی مس می‌شود و عملکرد تولید اتیلن را بیش از ۵۰ درصد بهبود می‌بخشد.

این تیم تحقیقاتی آنالیز‌های مختلفی را در زمان واقعی برای مشاهده خواص شیمیایی کاتالیزور در هنگام واکنش انجام دادند. نتایج آن‌ها تأیید کرد که بازده تبدیل دی‌اکسید کربن به محصول افزایش می‌یابد. براساس یافته‌های آن‌ها، مشخص شد که افزایش نسبت هیدروکسید مس و اکسید مس در هنگام واکنش، کلید افزایش بهره‌وری تولید اتیلن است.