Ny upptäckt banar väg för förbättrad CO2-omvandling med återanvändbara metallkluster i grön kemi.

StockholmForskare vid Fritz Haber-institutet har utvecklat en betydelsefull ny metod inom grön kemi. De har funnit en väg att omvandla koldioxid (CO₂) till användbara bränslen och kemikalier. Denna studie, som publicerats i Nature Communications, förklarar hur processen ändrar katalysatorns struktur för att förbättra dess effektivitet.

Så här fungerar genombrottet:

• En katodpotential omvandlar CO₂ genom att bilda kopparnanopartiklar.
• En anodpotential vänder denna process, vilket bryter nanopartiklarna tillbaka till enskilda atomer.
• Genom att variera pulslängden kan man styra om katalysatorn existerar som enskilda atomer, små kluster eller större nanopartiklar.

Denna metod gör det möjligt för forskare att mycket exakt styra hur katalysatorn beter sig och anpassa den för specifika reaktioner. Till exempel fungerar enskilda kopparatomer bäst för att producera väte, små kluster för att skapa metan, och större nanopartiklar för att tillverka etylen. Genom att använda operando snabbröntgenabsorptionsspektroskopi kan teamet följa dessa förändringar i realtid med sub-sekundnoggrannhet.

Upptäckten har stor betydelse. Den bidrar till att lösa ett stort problem vid utökningen av CO₂-reduktionsteknologi för industriell användning. Traditionella metoder tenderar att producera olika produkter vilket gör det svårt och ineffektivt att skapa specifika kemikalier. Denna nya metod däremot, möjliggör exakt kontroll över vilka produkter som skapas, vilket kan göra återvinning av CO₂ mer effektiv och enklare att skala upp.

Läs också:

Idag · 11:32

Proteiners minskade rörlighet vid kroniska sjukdomar avslöjar nya behandlingsvägar för forskarna

Katalysatorn kan bytas ut direkt för att framställa den önskade produkten, vilket gör processen mer flexibel. Detta möjliggör industriella processer som kan justeras i realtid för att tillverka olika produkter baserat på marknadens efterfrågan och energitillgång.

Denna utveckling leder också till fler forskningsmöjligheter. Genom att förstå hur olika delar av katalysatorn påverkar processen för reduktion av CO₂ kan man skapa bättre material. Framtida forskning skulle kunna fokusera på att förbättra effektiviteten och hållbarheten hos dessa katalysatorer, vilket gör dem mer lämpade för långvarig industriell användning.

Med de globala ansträngningarna att främja hållbar energi och minska utsläppen av växthusgaser är denna nya metod mycket betydelsefull. Genom att använda förnybar el tillsammans med denna förbättrade katalytiska process kan vi avsevärt minska CO₂-nivåerna och producera användbara industriella kemikalier och bränslen.

Denna studie banar väg för bättre CO₂-reduktionstekniker som är effektivare, skalbara och anpassningsbara, vilket innebär ett framsteg i arbetet med att hantera klimatförändringarna.