Een team van wetenschappers heeft een komvormige elektrode gemaakt met 'hot edge' die CO . efficiënt kan omzetten ₂ van gas naar op koolstof gebaseerde brandstoffen en chemicaliën, helpen bij het bestrijden van de dreiging van klimaatverandering die wordt veroorzaakt door kooldioxide in de atmosfeer.

Het onderzoeksteam, van de Universiteit van Bath, Fudan-universiteit, Sjanghai, en het Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, hoopt dat het ontwerp van de katalysator uiteindelijk het gebruik van hernieuwbare elektriciteit mogelijk zal maken om CO . om te zetten ₂ in brandstoffen zonder extra atmosferische koolstof te creëren - in wezen fungerend als een elektrochemisch 'blad' om koolstofdioxide om te zetten in suikers.

Met behulp van deze reactie, bekend als de vermindering van kooldioxide, heeft een opwindend potentieel, maar twee belangrijke obstakels zijn een slechte omzettingsefficiëntie van de reactie en een gebrek aan gedetailleerde kennis over de exacte reactieroute.

Deze nieuwe elektrode pakt deze uitdagingen aan met een hogere conversie-efficiëntie en gevoelige detectie van moleculen die ontstaan ​​tijdens de voortgang van de reactie, dankzij de innovatieve vorm en constructie. De komvormige elektrode werkt zes keer sneller dan standaard vlakke of platte ontwerpen.

De komvormige vorm van het ontwerp, technisch bekend als een "omgekeerde opaalstructuur" concentreert elektrische velden op de hete randen - de rand van de kom - die vervolgens positief geladen kaliumionen concentreert op de actieve plaatsen van de reactie, het verminderen van zijn energiebehoefte.

De koper-indiumlegeringselektrode kan ook nuttig zijn om het reactieproces gevoelig te bestuderen door het Raman-signaal te meten, die hoger is in vergelijking met een typische elektrode.

De studie is gepubliceerd in de Journal of Materials Chemistry A .

Professor Ventsislav Valev, van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Bath, zei:"Er is geen dringender menselijke behoefte dan ademen. Maar voor honderden miljoen mensen is deze meest basale activiteit een bron van angst over het verlagen van de levensverwachting, stijgende kindersterfte en klimaatverandering. Er is bewijs dat CO ₂ verhoogt de oppervlakte-ozon, kankerverwekkende stoffen, en fijnstof, waardoor de dood toeneemt, astma, ziekenhuisopname, en kankercijfers. Het is daarom cruciaal om te blijven zoeken naar nieuwe manieren om de CO . te verlagen ₂ niveaus in de atmosfeer."

Het team wil doorgaan met onderzoek om de meest efficiënte katalysator te ontwikkelen voor koolstofreductie.

Professor Liwu Zhang, van de Fudan-universiteit, zei:"CO ₂ veroorzaakt klimaatverandering, onze planeet warmer maken. Door gebruik te maken van schone elektriciteit, we kunnen CO2 omzetten in chemische brandstoffen, die weer gebruikt kan worden. Dit bouwt een cyclus van CO . op ₂ , zonder toename van CO ₂ concentratie en zal helpen onze wereld te redden.

"Echter, om de efficiëntie van het transformeren van CO . te verbeteren ₂ in chemische brandstoffen, het is uiterst belangrijk om de reactieroute te kennen, en vind de meest geschikte katalysator.

"Net zoals planten CO . transformeren ₂ in suiker vinden we geschikt elektrochemisch 'blad' voor CO2-omzetting."

De studie "Hot edge" in een omgekeerde opaalstructuur maakt efficiënte CO . mogelijk ₂ elektrochemische reductie en gevoelige in situ Raman-karakterisering" is gepubliceerd in: Journal of Materials Chemistry A .