هدف مقابله با گرمایش جهانی با تبدیل دی اکسید کربن به سوخت می تواند یک قدم نزدیک تر باشد با محققانی که از یک ابررایانه برای شناسایی گروهی از کاتالیزورهای "تک اتمی" استفاده می کنند که می توانند نقش کلیدی ایفا کنند.
محققان مرکز علوم مواد QUT به سرپرستی دانشیار لیانگژی کو، بخشی از یک مطالعه بین المللی بودند که از مدل سازی نظری برای شناسایی شش فلز (نیکل، نیوبیم، پالادیوم، رنیوم، رودیم، زیرکونیوم) استفاده کردند. در واکنشی موثر باشد که بتواند دی اکسید کربن را به منابع انرژی پایدار و پاک تبدیل کند.
مطالعه منتشر شده در Nature Communications شامل محققان QUT پروفسور Aijun Du، پروفسور Yuantong Gu و دکتر Lin Ju بود.
پروفسور کو گفت: این تحقیق با مدل‌سازی آزمایش‌ها با استفاده از زیرساخت‌های محاسباتی ملی در دانشگاه ملی استرالیا انجام شد و به چگونگی واکنش اتم‌های منفرد فلزات با قطعات دو بعدی مواد فروالکتریک انجام شد.
مواد فروالکتریک در یک وجه دارای بار مثبت و در سمت دیگر بار منفی دارند و این قطبش را می توان با اعمال ولتاژ معکوس کرد.
در مدل‌سازی نظری، محققان دریافتند که افزودن اتم فلز کاتالیزور به ماده فروالکتریک منجر به تبدیل گاز گلخانه‌ای به سوخت شیمیایی مورد نظر می‌شود.
هنگامی که قطبیت معکوس شد، حالت حفظ می شود تا به عنوان یک کاتالیزور در تبدیل دی اکسید کربن عمل کند.
پروفسور کو گفت در حالی که یک دهه پیش کاتالیزورهای تک اتمی برای کاهش دی اکسید کربن پیشنهاد شده بود، این تحقیق این زمینه را به طور قابل توجهی به جلو می برد.
"ما یک کاتالیزور شیمیایی ویژه طراحی کرده ایم که می تواند گاز گلخانه ای CO2 را به سوخت های شیمیایی مورد نظر تبدیل کند. راندمان تبدیل را می توان با استفاده از یک رویکرد عملی کنترل کرد. پروفسور کو گفت.
"به این معنی است که ما برای اولین بار توانایی افزایش یا کاهش سرعت و حتی تغییر واکنش شیمیایی را توسعه دادیم.
"دی اکسید کربن دلیل اصلی گرم شدن کره زمین به دلیل اثر گلخانه ای است، تبدیل آن به سوخت های شیمیایی نه تنها برای محیط زیست ما مهم است، بلکه برای حل بحران انرژی نیز مفید است.".
دکتر جو، اولین نویسنده این مطالعه، گفت این کار تحقیقاتی راهنمایی برای طراحی کاتالیزورهای جدید است که می تواند تأثیرات قابل توجهی برای صنایع شیمیایی ایجاد کند.
پروفسور کو گفت که هدف بلندمدت در این حوزه تحقیقاتی یافتن راه هایی برای تبدیل دی اکسید کربن به منابع انرژی پاک است.
پروفسور کو گفت که نتایج این مطالعه در نهایت می تواند به راهی برای افزودن پوششی به موتورها یا سیستم های صنعتی منجر شود که به جای انتشار بیشتر گاز در اتمسفر، دی اکسید کربن را تبدیل کند.
محققان QUT از دانشکده مکانیک، مهندسی پزشکی و فرآیند، و دانشکده شیمی و فیزیک هستند.
