Para saintis telah membangunkan teknologi laser yang boleh membuka ruang untuk bahan api bersih dan teknologi tenaga pada masa hadapan.
Kami amat memerlukan cara mesra alam dan mampan untuk menggantikan bahan api fosil, minyak dan gas asli. Karbon dioksida (CO2) adalah bahan buangan yang banyak dihasilkan oleh semua aktiviti dan sumber yang bergantung kepada bahan api fosil. Kira-kira 35 bilion tan metrik Karbon dioksida dilepaskan ke dalam kita planet atmosfera setiap tahun sebagai bahan buangan daripada loji kuasa penjanaan elektrik, kenderaan dan persediaan perindustrian di seluruh dunia. Untuk mengurangkan kesan CO2 ke atas iklim global, CO2 yang terbuang ini boleh ditukar menjadi boleh digunakan tenaga seperti karbon monoksida dan sumber tenaga lain yang banyak. Contoh, bertindak balas dengan air CO2 menghasilkan gas hidrogen yang kaya dengan tenaga, apabila bertindak balas dengan hidrogen ia menghasilkan bahan kimia berguna seperti hidrokarbon atau alkohol. Produk sedemikian boleh digunakan untuk pelbagai tujuan dan itu juga pada skala perindustrian global.
Elektromangkin ialah pemangkin yang mengambil bahagian dalam tindak balas elektrokimia - apabila tindak balas kimia berlaku tetapi kuasa elektrik juga terlibat. Contoh, mangkin yang betul boleh membantu untuk bertindak balas hidrogen dan oksigen untuk membuat air dengan cara terkawal, jika tidak, ia hanya akan menjadi campuran rawak dua gas. Ataupun untuk menghasilkan tenaga elektrik dengan membakar hidrogen dan oksigen. Elektromangkin mengubah suai atau meningkatkan kadar tindak balas kimia tanpa sendiri dimakan dalam tindak balas. Dalam konteks CO2, pemangkin elektrik dilihat sebagai relevan dan menjanjikan dari segi mencapai kecekapan 'langkah-perubahan' dalam pengurangan CO2 seperti yang dikehendaki.
Malangnya, mekanisme tepat bagaimana pemangkin elektro ini berfungsi tidak difahami sepenuhnya dan ia kekal sebagai cabaran penting untuk membezakan antara lapisan molekul perantaraan jangka pendek dengan "bunyi" molekul tidak aktif dalam larutan. Pemahaman terhad tentang mekanisme ini menimbulkan kesukaran dalam sebarang kemungkinan perubahan dalam reka bentuk elektromangkin.
Para saintis di Liverpool University UK telah menunjukkan a laser-teknik spektroskopi berasaskan pengurangan elektrokimia karbon dioksida in-situ dalam kajian mereka yang diterbitkan dalam Pemangkinan Alam Semulajadi. Mereka menggunakan Vibrational Sum-Frequency Generation atau spektroskopi VSFG buat pertama kali bersama-sama dengan eksperimen elektrokimia untuk meneroka pemangkin (Mn(bpy)(CO)3Br) yang dilihat sebagai elektromangkin pengurangan CO2 yang menjanjikan. Tingkah laku pengantara penting yang terdapat dalam kitaran pemangkin tindak balas untuk selang yang sangat singkat diperhatikan buat kali pertama. Teknologi VSFG memungkinkan untuk mengikuti tingkah laku dan pergerakan spesies yang berumur sangat pendek dalam kitaran pemangkin dan oleh itu membantu kita memahami cara pemangkin elektrik beroperasi. Jadi, kelakuan tepat bagaimana elektromangkin beroperasi dalam tindak balas kimia difahami.
Kajian ini memberikan pandangan tentang beberapa laluan kimia yang kompleks dan boleh membolehkan kami mencipta reka bentuk baharu untuk pemangkin elektrik. Penyelidik sudah pun menyiasat tentang cara meningkatkan sensitiviti teknik ini dan sedang membangunkan sistem pengesanan baharu untuk nisbah isyarat kepada bunyi yang lebih baik. Pendekatan ini boleh membantu membuka jalan untuk cekap bahan api bersih dan mengumpul lebih banyak potensi untuk tenaga bersih. Proses sedemikian akhirnya perlu dipertingkatkan secara industri untuk mencapai lebih kecekapan di peringkat komersial. Mengendalikan volum besar CO2 yang dihasilkan daripada loji pembakaran bahan api fosil memerlukan kemajuan industri.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Neri G et al. 2018. Pengesanan perantara pemangkin pada permukaan elektrod semasa pengurangan karbon dioksida oleh mangkin yang banyak terdapat di bumi. Pemangkinan Alam Semulajadi. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533
***
