Вчені виявили, що графенові квантові точки можуть перетворити вуглекислий газ в рідке паливо

107 Views Comment Off

Список достоїнств графена, о дного з найдивовижніших матеріалів на світлі, поповнився ще одним пунктом. Група дослідників з університету Вільяма Марша Райса (William Marsh Rice University), США, використовувала допіровані азотом графенові квантові точки (nitrogen-doped graphene quantum dot, NGQD) в якості каталізатора електрохімічних реакцій, що використовують вуглекислий газ і інші речовини, на виході яких виходить етилен і етанол. А ефективність такого графенового каталізатора наближається до ефективності традиційних металевих каталізаторів на основі міді, золота і платини.

Чистий графен, що складається виключно з вуглецю, не може виступати в ролі якого-небудь каталізатора в силу своєї інертності та ряду інших причин. Але вчені з університету Райс виявили, що поділ графенової плівки на квантові точки і допірування цих точок атомами азоту перетворює матеріал в ефективний каталізатор, який прискорює швидкість ряду електрохімічних реакцій, що йдуть під впливом електричного струму, в тому числі і реакцій перетворення вуглекислого газу (CO2).

“Як правило, вуглець не є якимось каталізатором” – розповідає Пулікель Аджаян (Pulickel Ajayan), провідний дослідник, – “Ми ще не знаємо, чому азотна присадка діє настільки ефективно. Однак, ми вже помітили, що фактичне розташування атома азоту в кристалічній решітці графену визначає каталітичні властивості матеріалу”.

Під час випробувань графеновий каталізатор продемонстрував ефективність, яку можна порівняти з ефективністю каталізатора на базі активованої міді. В ході реакцій в етанол і етилен, які можуть виступати в якості палива, було перетворено 45 відсотків від поданого вуглекислого газу. Але найбільшою відмінністю графенового каталізатора від каталізатора на базі міді є те, що перший може працювати, не втрачаючи своїх властивостей протягом дуже тривалого часу. По крайній мірі, вченим не вдалося зареєструвати зниження каталітичних властивостей за весь час експериментів з новим матеріалом.

ngqd-2

“Наш випадок викликає деякий подив через те, що люди встигли випробувати практично всі види каталізаторів”, – розповідає Пулікель Аджаян, – “І існує лише обмежене коло речовин, придатних до практичного застосування, основною з яких є мідь. Те, що ми знайшли, надає нам велику перспективу, подальші дослідження в даному напрямку дозволять нам знайти ще більш ефективні способи перетворення вуглекислого газу в речовини, що містять у собі велику кількість енергії”.

Удача вчених ще не означає, що незабаром на ринку з’являться пристрої-перетворювачі з новим видом каталізатора. Однак, графенові квантові точки можуть бути використані в якості каталізатора реакцій, які будуть поглинати вуглекислий газ і виробляти паливо, використовуючи не електричну, а теплову енергію. І саме в цьому напрямку зосередять свої зусилля вчені найближчим часом.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404