전기 촉매를 사용하여 포획 된 CO2에 대한 새로운 용도를 찾습니다

지구의 생태학은 인간에 의해 놀라운 속도로 변화되었으며 세계 인구가 계속 확대되고 제한된 자연 자원이 고갈됨에 따라 악화 될 것입니다. 이러한 현실은 보장됩니다 - 학위 만 논의됩니다.

지속 가능한 (비 가구) 화학 공급 원료, 연료 및 제조로의 전환은 지구 생태에 대한 자연 균형을 복원하는 데 필수적인 부분입니다. 그러나 이것은 기술적으로, 경제적, 그리고 대중의 인식 측면에서 어려운 과제입니다. 이 불균형의 한 가지 표시는 이산화탄소의 수준입니다 (Co ₂ ) 대기에서. 1960 년 이후 410 ppm의 기록에 도달 한 기록은 1960 년 이후 30% 증가했습니다. 결과적으로, 지구 온도가 상승하고 휘발성 기후 사건으로 인해 홍수와 극도로 폭풍이 발생했습니다. 그러므로 우리는 Co 2 를 낮추는 방법을 찾는 것이 시급하고 중요합니다. 대기 중.

이 문제를 해결하기 위해 정부는 CO ₂ 를 줄이겠다 고 약속했습니다. 그리고 다른 온실 가스 배출량 (미국의 경우이 목표는 2020 년까지 17%, 2050 년에는 80%); 그러나 스탠포드 과학자들에 따르면,“Co ₂ 감소 배출은 지구 ​​온난화를 억제하기에 충분하지 않을 수 있습니다.” 이것은 배출을 억제하는 것 외에도 우리는 해야한다는 것을 의미합니다. CO 를 적극적으로 제거하십시오 ₂ 대기에서 .

Co 2 를 가역적으로 결합하는 폴리머의 최근 발전 공기에서 직접 제거 비용을 공기에서 $ 100/미터 미만으로 낮추었습니다. 정유소, 발전소 및 시멘트 공장과 같은 집중된 지점 공급원의 경우 비용은 $ 8/미터 톤으로 낮을 수 있습니다. 그러나 Co 로 무엇을 할 수 있는지 ₂ 일단 캡처되면? 현재 Gaseous Co 2 의 지하 저장 작은 규모로 테스트되고 있지만 대중의 인식을 극복해야합니다 (뒷마당은 아님). 직접 재활용 co ₂

• 전통적으로 화석 유래 가솔린, 천연 가스, 화학 물질 및 폴리머를 생산하기위한 재생 가능한 대안을 제공합니다.
• 캡처 비용을 커버하는 제품의 상업화로 인한 수익을 창출합니다. 그리고
• 태양과 바람과 같은 간헐적 인 재생 가능 에너지 원으로부터 화학적 결합에 에너지를 저장하는 데 사용될 수 있습니다.

이러한 모든 혜택은 전기 화학 CO 라는 프로세스를 통해 달성 할 수 있습니다. ₂ 감소 . 재생 가능한 공급원에서 이상적으로 촉매 및 전기를 사용하여 물과 Co 2 의 결합 새로운 유기 분자를 형성하기 위해 재 배열 될 수 있습니다. 전기 화학 Co ₂ 감소는 수십 년 동안 알려져 왔으며, 전력 효율과 제품 선택성은 제한적입니다.

연구원들은이 과정을 사용하여 일산화탄소, 메탄올, 에탄올, 메탄 및 에틸렌을 비교적 높은 수율로 생산할 수 있음을 보여주었습니다. 불행히도,이 제품은 상업적 가치가 낮고 생산하기에 활력이 없기 때문에 상업적 규모에서 실현할 수없는 높은 생산 비용이 발생합니다. 그러나 Rutgers University의 새로 출판 된 연구에 따르면 새로운 전기 촉매 제품군의 발견  - 전기적으로 전도되고 흡착물의 화학적 결합을 재정렬 할 수있는 재료 - 고유 한 에너지 전환 효율에서 본질적으로 높은 값의 고 분자량 생성물을 생성 할 수 있으며, 전기 화학 CO <서브> 2 의 가능성을 열어줍니다. 이익 감소.

유기 화합물의 세계에서는 탄소 사슬이 길수록 제품이 더 가치가 있습니다. 이전에 그들의 수소 진화 능력으로 알려진 니켈 포스 파이드 촉매는 3 및 4 개의 탄소를 갖는 분자를 선택적으로 생성 할 수 있거나 더 긴 폴리머를 생성하기 위해 중간체로 사용될 수있다. 이들 전기 촉매는 효소 이외의 첫 번째 종류의 재료이며, Co 2 를 변환 할 수있다. c ₃ 및 C ₄ > 99% 전기 효율로 수성 매체의 제품. Methylglyoxal과 2,3-furandiol의 두 제품은 생분해 성 플라스틱, 접착제 및 제약 의 전구체로 사용될 수 있습니다. . 니켈 포스 파이드는 매우 효율적 일뿐 만 아니라 저렴하고 풍부하며 긴 촉매 수명이 길다 (이는 산업에서 성공적으로 사용하기위한 열쇠). 이 고도로 활성 전기 촉매의 발견은 Co ₂ 의 돌파구를 나타냅니다. 감소 연구와 산업 규모의 길을 열어 줄 수 있습니다. 고 부가가치 화학 공급 원료 및 제품으로의 전환.

상승 대기 Co ₂ 의 부작용 해양 온도 상승과 극한 날씨 사건에서 이미 관찰 된 수준은 Co 2 를 제거해야 할 필요성을 강조했습니다. 대기에서. 이 연구는 재생 가능한 에너지 원을 사용하는 동안 화석 탄소 자원을 대체하고 순이익을 모두 만들어 화석 탄소 자원을 대체함으로써 글로벌 이산화탄소 수준을 지속적으로 역전시킬 수 있다는 새로운 낙관론을 제공합니다. 확장 가능한 전기 화학 CO 를 달성하기 위해 몇 가지 엔지니어링 과제를 해결해야합니다. 감소 과정, 미래는 훨씬 더 밝게 보이고 있습니다.

이러한 결과는 Selective Co ₂ 라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. c ₃ 으로의 감소 및 C ₄ 최근 10mV 정도의 과잉 수용에서 니켈 포스 파이드에 대한 옥시 하이드로 본 (Oxyhydrocarbons). 

이 작품은 Karin U. D. Calvinho, Anders B. Laursen, Kyra M. K. Yap, Timothy A. Goetjen, Shinjae Hwang, Nagarajan Murali, Bryan Mejia-Sosa, Alexander Lubarski, Krishani M. Teeluck, Eugene S. Hall, Eric Garfunkel, Martha Greenblatt, G. G. Greenblatt, G. 뉴저지 주립 대학.