Laser teknologiaren aurrerapenak ikuspegi berriak irekitzen ditu erregai eta energia garbiagoetarako

Zientzialariek laser teknologia bat garatu dute, etorkizunean erregai eta energia-teknologi garbietarako bideak ireki ditzakeena.

Premiazkoa da ingurumena errespetatzen duten eta iraunkorrak diren erregai fosilak, petrolioa eta gas naturala ordezkatzeko moduak erabiltzea. Karbono dioxidoa (CO2) erregai fosilen menpe dauden jarduera eta iturri guztiek sortzen duten hondakin ugaria da. Urtero 35 milioi tona metriko karbono dioxido inguru isurtzen dira gure planetaren atmosferara, elektrizitatea sortzen duten zentral elektrikoetatik, ibilgailuetatik eta mundu osoko industria-instalazioetatik hondakin gisa. CO2-k klima globalean dituen ondorioak arintzeko, xahututako CO2 hori energia erabilgarri bihur daiteke , hala nola karbono monoxidoa eta beste energia-iturri ugariak. Adibidez, urarekin erreakzionatzean, CO2-k energia asko duen hidrogeno gasa sortzen du; hidrogenoarekin erreakzionatzean, hidrokarburoak edo alkohola bezalako produktu kimiko erabilgarriak sortzen ditu. Produktu horiek hainbat helburutarako erabil litezke, eta gainera, eskala industrialean.

Elektrokatalizatzaileak erreakzio elektrokimikoetan parte hartzen duten katalizatzaileak dira, erreakzio kimikoa gertatzen ari denean baina energia elektrikoa ere parte hartzen duenean. Adibidez, katalizatzaile egokiak hidrogenoa eta oxigenoa erreakzionatzen lagun dezake ura modu kontrolatuan sortzeko, bestela bi gasen ausazko nahasketa bat izango da. Edo hidrogenoa eta oxigenoa errez elektrizitatea ekoizteko ere. Elektrokatalizatzaileek erreakzio kimikoen abiadura aldatzen edo handitzen dute, erreakzioan kontsumitu gabe. CO2-aren testuinguruan, elektrokatalizatzaileak garrantzitsuak eta itxaropentsuak ikusten dira CO2-aren murrizketan "pauso-aldaketa" eraginkorra lortzeko.

Zoritxarrez, elektrokatalizatzaile hauek funtzionatzen duten mekanismo zehatza ez da guztiz ulertzen eta disoluzioko molekula inaktiboen "zarata" duten iraupen laburreko bitarteko molekula geruzak bereiztea erronka garrantzitsua izaten jarraitzen du. Mekanismoaren ulermen mugatu horrek zailtasunak sortzen ditu elektrokatalizatzaileen diseinuan izan daitezkeen aldaketetan.

Erresuma Batuko Liverpooleko Unibertsitateko zientzialariek in situ karbono dioxidoaren erredukzio elektrokimikorako laser bidezko espektroskopia teknika bat erakutsi dute Nature Catalysis aldizkarian argitaratutako ikerketa batean . Bibraziozko Batura-Maiztasun Sorkuntza edo VSFG espektroskopia erabili zuten lehen aldiz, esperimentu elektrokimikoekin batera, CO2 erredukzio elektrokatalizatzaile itxaropentsu gisa ikusten den katalizatzaile bat (Mn(bpy)(CO)3Br) aztertzeko. Erreakzio baten ziklo katalitikoan denbora-tarte oso laburrean dauden bitartekari garrantzitsuen portaera behatu zen lehen aldiz. VSFG teknologiak ziklo katalitiko batean oso bizitza laburreko espezieen portaera eta mugimendua jarraitzea ahalbidetzen du, eta, beraz, elektrokatalizatzaileek nola funtzionatzen duten ulertzen laguntzen digu. Beraz, elektrokatalizatzaileek erreakzio kimiko batean nola funtzionatzen duten zehatz-mehatz ulertzen da.

Ikerketa honek bide kimiko konplexu batzuei buruzko ikuspegi bat eskaintzen du eta elektrokatalizatzaileentzako diseinu berriak sortzeko aukera eman diezaguke. Ikertzaileak dagoeneko teknika honen sentikortasuna nola hobetu ikertzen ari dira eta seinale-zarata erlazio hobea lortzeko detekzio sistema berri bat garatzen ari dira. Ikuspegi honek erregai garbi eta eraginkorragoetarako bideak irekitzen eta energia garbirako potentzial handiagoa lortzen lagun dezake . Prozesu hori, azkenean, industrialki eskalatu beharko da maila komertzialean eraginkortasun handiagoa lortzeko. Erregai fosilak erretzen dituzten lantegietatik sortutako CO2 bolumen handiak maneiatzeko, aurrerapen industriala beharko da.

***

Iturria (k)

Neri G et al. 2018. Lurzoruan ugari den katalizatzaile batek karbono dioxidoaren murrizketan elektrodo baten gainazalean bitarteko katalitikoen detekzioa. Nature Catalysis . https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533

***