Os cientistas desenvolveram uma tecnologia de laser que pode abrir caminhos para combustíveis limpos e tecnologias de energia no futuro.
Precisamos urgentemente de formas sustentáveis e amigas do ambiente para substituir os combustíveis fósseis, o petróleo e o gás natural. O dióxido de carbono (CO2) é um resíduo abundante produzido por todas as atividades e fontes que dependem de combustíveis fósseis. Cerca de 35 bilhões de toneladas métricas de dióxido de carbono são liberadas em nosso planeta atmosfera anualmente como um produto residual de usinas geradoras de eletricidade, veículos e instalações industriais em todo o mundo. Para mitigar os efeitos do CO2 no clima global, este CO2 desperdiçado poderia ser convertido em material utilizável. energia como o monóxido de carbono e outras fontes abundantes de energia. Exemplo, reagir com água CO2 produz gás hidrogênio rico em energia, quando reagido com hidrogênio produz produtos químicos úteis como hidrocarbonetos ou álcool. Esses produtos podem ser usados para vários fins e também em uma escala industrial global.
Eletrocatalisadores são catalisadores que participam de reações eletroquímicas - quando uma reação química está ocorrendo, mas a energia elétrica também está envolvida. Por exemplo, o catalisador certo pode ajudar a reagir hidrogênio e oxigênio para fazer água de maneira controlada, caso contrário, será apenas uma mistura aleatória de dois gases. Ou até mesmo para produzir eletricidade queimando hidrogênio e oxigênio. Os eletrocatalisadores modificam ou aumentam a taxa das reações químicas sem serem consumidos na reação. No contexto do CO2, os eletrocatalisadores são vistos como relevantes e promissores em termos de obtenção de 'mudança radical' de eficiência na redução de CO2 conforme desejado.
Infelizmente, o mecanismo exato de como esses eletrocatalisadores funcionam não é completamente compreendido e continua sendo um desafio significativo diferenciar as camadas de moléculas intermediárias de vida curta com o “ruído” de moléculas inativas na solução. Esta compreensão limitada do mecanismo apresenta dificuldades em qualquer possível alteração no projeto de eletrocatalisadores.
Cientistas da Liverpool University UK demonstraram um lasercom base na técnica de espectroscopia para redução eletroquímica de dióxido de carbono in-situ em seu estudo publicado em Catálise Natural. Eles usaram Vibrational Sum-Frequency Generation ou VSFG espectroscopia pela primeira vez junto com experimentos eletroquímicos para explorar um catalisador (Mn (bpy) (CO) 3Br) que é visto como um promissor eletrocatalisador de redução de CO2. O comportamento de intermediários cruciais que estão presentes no ciclo catalítico de uma reação por um intervalo muito curto foi observado pela primeira vez. A tecnologia VSFG torna possível acompanhar o comportamento e o movimento até de espécies de vida extremamente curta em um ciclo catalítico e, portanto, nos ajuda a entender como funcionam os eletrocatalisadores. Assim, o comportamento exato de como os eletrocatalisadores operam em uma reação química é compreendido.
Este estudo fornece insights sobre algumas das vias químicas complexas e pode nos permitir criar novos projetos para eletrocatalisadores. Os pesquisadores já estão investigando como melhorar a sensibilidade dessa técnica e estão desenvolvendo um novo sistema de detecção para melhorar a relação sinal-ruído. Esta abordagem pode ajudar a abrir caminhos para combustível limpo e acumular mais potencial para energia limpa. Esse processo eventualmente precisa ser ampliado industrialmente para alcançar mais eficiência no nível comercial. O manuseio de grandes volumes de CO2 produzidos em usinas de queima de combustível fóssil exigirá avanços industriais.
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{Você pode ler o artigo de pesquisa original clicando no link DOI fornecido abaixo na lista de fontes citadas}
Fontes)
Neri G et al. 2018. Detecção de intermediários catalíticos na superfície de um eletrodo durante a redução de dióxido de carbono por um catalisador abundante em terra. Catálise Natural. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
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