레이저 기술의 발전으로 더 깨끗한 연료와 에너지를 위한 새로운 비스타가 열립니다

과학자들은 미래에 청정 연료 및 에너지 기술을 위한 길을 열 수 있는 레이저 기술을 개발했습니다.

우리에게는 화석 연료, 석유, 천연가스를 대체할 수 있는 환경 친화적이고 지속 가능한 방법이 시급히 필요합니다. 이산화탄소(CO2)는 화석 연료에 의존하는 모든 활동과 출처에서 생성되는 풍부한 폐기물입니다. 약 35억 미터톤의 이산화탄소가 우리 몸으로 방출됩니다. 행성의 대기는 전 세계의 발전소, 차량 및 산업 시설에서 발생하는 폐기물로 매년 배출됩니다. 지구 기후에 대한 CO2의 영향을 완화하기 위해 이 낭비되는 CO2를 사용 가능한 에너지로 전환할 수 있습니다. 에너지 일산화탄소 및 기타 에너지가 풍부한 소스와 같은. 예를 들어, 물 CO2와 반응하면 에너지가 풍부한 수소 가스가 생성되고, 수소와 반응하면 탄화수소 또는 알코올과 같은 유용한 화학 물질이 생성됩니다. 이러한 제품은 다양한 목적으로 사용될 수 있으며 글로벌 산업 규모에서도 사용될 수 있습니다.

전기 촉매는 전기 화학 반응에 참여하는 촉매입니다. 화학 반응이 일어나고 있지만 전력도 관련됩니다. 예를 들어, 올바른 촉매는 수소와 산소를 반응시켜 통제된 방식으로 물을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 그렇지 않으면 두 가스의 무작위 혼합물이 됩니다. 또는 수소와 산소를 태워 전기를 생산하기도 합니다. 전기촉매는 반응에서 소모되지 않고 화학 반응 속도를 수정하거나 증가시킵니다. CO2와 관련하여 전기촉매는 원하는 대로 CO2를 감소시키는 '단계적 변화' 효율을 달성하는 측면에서 관련성이 있고 유망한 것으로 보입니다.

불행히도 이러한 전기 촉매가 어떻게 작동하는지에 대한 정확한 메커니즘은 완전히 이해되지 않았으며 용액에서 비활성 분자의 "소음"으로 수명이 짧은 중간 분자 층을 구별하는 것은 여전히 ​​중요한 과제입니다. 메커니즘에 대한 이러한 제한된 이해는 전기 촉매 설계의 가능한 변경에 어려움을 야기합니다.

영국 리버풀 대학의 과학자들은 레이저- 현장에서 이산화탄소의 전기화학적 환원을 위한 기반 분광 기술 자연 촉매 작용. 그들은 전기화학 실험과 함께 Vibrational Sum-Frequency Generation 또는 VSFG 분광법을 처음으로 사용하여 유망한 CO3 환원 전극 촉매로 간주되는 촉매(Mn(bpy)(CO)2Br)를 탐색했습니다. 매우 짧은 간격 동안 반응의 촉매 주기에 존재하는 중요한 중간체의 거동이 처음으로 관찰되었습니다. VSFG 기술을 사용하면 촉매 주기에서 극도로 수명이 짧은 종의 거동과 움직임을 추적할 수 있으므로 전기 촉매가 작동하는 방식을 이해하는 데 도움이 됩니다. 따라서 화학 반응에서 전기 촉매가 작동하는 방식의 정확한 거동이 이해됩니다.

이 연구는 복잡한 화학 경로 중 일부에 대한 통찰력을 제공하고 전기 촉매에 대한 새로운 설계를 만들 수 있습니다. 연구원들은 이미 이 기술의 감도를 개선하는 방법에 대해 조사하고 있으며 더 나은 신호 대 잡음비를 위한 새로운 감지 시스템을 개발하고 있습니다. 이 접근 방식은 효율적인 깨끗한 연료 더 많은 가능성을 확보하고 청정 에너지. 이러한 프로세스는 결국 상업적 수준에서 더 많은 효율성을 달성하기 위해 산업적으로 확장되어야 합니다. 화석 연료 연소 공장에서 생산되는 대량의 CO2를 처리하려면 산업 발전이 필요합니다.

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출처

Neri Get al. 2018. 지구에 풍부한 촉매에 의한 이산화탄소 환원 중 전극 표면의 촉매 중간체 검출. 자연 촉매 작용. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533

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