사진 출처 : MaxPixel. (CC0)

화학자들은 빛이나 전기를 사용하여 이산화탄소를 일산화탄소 (탄소 중립 연료 공급원)로 전환시키는 분자를 "탄소 감소"방법보다 효율적으로 설계했습니다.

"만약 당신이이 반응에 대해 충분히 효율적인 분자를 만들 수 있다면 그것은 연료의 형태로 자유롭고 저장 가능한 에너지를 생산할 것입니다"라고 Indiana University Bloomington의 화학학과 부교수 Liang-shi Li 연구원은 말한다. "이 연구는 그 방향으로의 도약이다."

일산화탄소와 같은 연료를 태우면 이산화탄소가 생성되고 에너지가 방출됩니다. 이산화탄소를 다시 연료로 바꾸려면 적어도 같은 양의 에너지가 필요합니다. 과학자들의 주요 목표는 필요한 초과 에너지를 줄이는 것입니다.

이것은 Li의 분자가 달성하는 것과 정확히 같습니다. 일산화탄소의 형성을 유도하기 위해 지금까지보고 된 에너지의 양을 최소로 요구합니다. 비 피리딘으로 알려진 유기 화합물을 통해 연결된 나노 그라 핀 - 레늄 복합체는 이산화탄소를 일산화탄소로 전환시키는 매우 효율적인 반응을 유발합니다.

일산화탄소를 효율적이고 독점적으로 생성하는 능력은 분자의 다양성으로 인해 중요합니다.

"일산화탄소는 많은 산업 공정에서 중요한 원료입니다. "이것은 이미 탄소 중립 연료로 에너지를 저장하는 방법이기도합니다. 왜냐하면 당신이 이미 제거한 것보다 더 많은 탄소를 대기 중으로 다시 보내지 않기 때문입니다. 당신은 태양 에너지를 다시 방출하는 것뿐입니다. "

분자의 효율에 대한 비결은 nanographhene입니다. 나노 미터 크기의 흑연 조각으로 탄소의 일반적인 형태입니다. 즉, 연필의 검은 색 "납"입니다. 재료의 어두운 색이 많은 햇빛을 흡수하기 때문입니다.

Li는 bipyridine- 금속 착체가 일광에서 일산화탄소로 이산화탄소를 줄이기 위해 오랫동안 연구되어 왔다고 말합니다. 그러나이 분자들은 주로 햇빛 아래, 육안으로는 보이지 않는 자외선 영역의 작은 빛을 사용할 수 있습니다. 대조적으로, 분자는 600 나노 미터 (가시 광선 스펙트럼의 대부분)의 파장에서 햇빛을 사용하는 반응을 생성하기 위해 나노 그래피의 광 흡수 능력을 이용합니다.

근본적으로 Li는 분자가 햇빛으로부터 에너지를 흡수하는 나노 집 (nanographene) 집열기와 일산화탄소를 생성하는 원자 레늄 (rhenium) "엔진"의 두 부분으로 구성된 시스템으로 작용한다고 말한다. 에너지 콜렉터는 레늄 원자에 전자의 흐름을 유도하며, 정상적으로 안정한 이산화탄소를 반복적으로 결합시켜 일산화탄소로 전환시킵니다.

금속에 나노 그라 핀을 연결하는 아이디어는 탄소 기반 소재로보다 효율적인 태양 전지를 만들기위한 Li의 초기 노력에서 비롯된 것이다. "우리는 스스로에게 묻습니다. 중간 인체 태양 전지를 잘라 내고 nanoconhene의 광 흡수 품질만으로 반응을 유도 할 수 있을까요?"라고 그는 말합니다.

다음으로, Li는 분자를보다 강력하게 만들 계획이며, 고체 형태의 촉매가 실제 세계에서 사용하기가 더 쉽기 때문에 액체 형태가 아닌 더 오래 지속되고 생존 할 수 있습니다. 그는 또한 희귀 원소 인 분자의 레늄 원자를보다 보편적이고 저렴한 금속 인 망간으로 대체하기 위해 노력하고 있습니다.

인디애나 대학 연구 및 과학 재단 부국장은이 연구를 지원했다. 미국 화학 학회지.

출처: 인디애나 대학

관련 서적

at 이너셀프 마켓과 아마존