새로운 구리 기반 재료는 화학자들이 재활용하는 데 도움이 될 수 있습니다. 원치 않는 온실 가스 바라는대로 녹색 연료.
온실 가스로서 이산화탄소 - 또는 CO2 - 분위기를 따뜻하게 하는 데 도움이 됩니다. 그러나 이 가스의 너무 많은 양이 최근 대기 열을 일으키고 있습니다. 이 CO2 오염이 대신 유용한 제품으로 바뀔 수 있다면 좋지 않을까요? 한 그룹의 연구자들은 그들이 바로 그 방법을 찾았다고 생각합니다. 그들은 CO2를 에탄올로 변환합니다. 그것은 미국의 대부분의 휘발유 재고에 첨가되는 옥탄가 향상 화학물질입니다.
에탄올을 추가하면 가솔린 갤런당 에너지 소비가 줄어듭니다. 그러나 그것은 좋은 절충안을 제시합니다. 이제 가솔린이 더 깨끗하게 연소됩니다. 따라서 CO2에서 에탄올을 생산하는 것이 환경에 더 좋을 것입니다.
이를 위해 연구자들은 먼저 CO2를 빌딩 블록으로 분해해야 했습니다. 이것은 어려운 작업임이 밝혀졌습니다. 이러한 조건에서 화학자들은 종종 촉매제를 사용합니다. 이러한 물질은 화학 반응을 가속화합니다.
촉매를 개발한 팀을 이끌고 있는 일리노이 주 레몬트에 있는 아르곤 국립 연구소의 화학자인 Di-Jia Liu는 "연구 그룹이 완전히 새로운 촉매를 개발했습니다."라고 말했습니다. 이를 통해 새로운 CO 2 -에탄올 반응을 유발하는 데 필요한 전압은 유사한 반응을 유발하는 데 필요한 전압보다 훨씬 낮습니다. 그리고 화학 반응으로 인해 원치 않는 많은 부산물이 나타나는 경우가 많지만 이 새로운 부산물은 그렇지 않습니다. 그에 따르면 최종 제품의 90% 이상이 에탄올입니다.
새로운 촉매는 탄소 층을 사용하여 구리 원자를 지지합니다. 이 구리 원자는 사회적 거리두기처럼 퍼져 있습니다. 전기가 촉매를 통과하면 멀리 떨어진 구리 원자 그룹이 결합하여 3개 또는 4개의 원자 클러스터를 형성합니다. Liu에 따르면 강력한 X선 방사선의 도움으로 그의 팀은 "발생하는 화학 반응을 모니터링"할 수 있었습니다.
이 클러스터는 촉매를 활성화하여 CO2가 물과 반응하도록 돕습니다. CO2는 탄소와 산소 원자로 나뉩니다. 그리고 물(또는 H2O)은 수소와 산소 원자로 쪼개집니다. 이 모든 자유 원자는 이제 재배열되어 에탄올을 형성합니다.
연구원들은 새로운 프로세스를 계속 실험하고 있습니다. 그들은 또한 이산화탄소로부터 다른 유용한 물질을 만들기를 희망합니다. 이것이 새로운 연구가 마지막 단계가 아닌 이유라고 Liu는 말합니다.
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