Grafeen süsinikdioksiidist

Metallkatalüsaator muudab CO2 gaasi soovitud tooteks "imematerjal"

CO2 (punane-must) ja vesinik (hall) reageerivad vask-pallaadiumpinnal katalüütiliselt, moodustades grafeeni (must). © E. Moreno-Pineda / KIT
ettelugemist

Topelt kasu: teadlased on välja töötanud meetodi, mille abil saab süsinikdioksiidi muuta ihaldatud imematerjaliks grafeeniks. Selle jaoks on ülioluline vasest ja pallaadiumist valmistatud katalüsaator, mis soodustab CO2 üheastmelist reaktsiooni süsinikuvõrku. See meetod võiks aidata kasvuhoonegaaside süsinikdioksiidi keemilisel kasutamisel selle asemel, et vabastada see kasutamata kujul.

Teadlased kogu maailmas otsivad praegu võimalusi CO2 muundamiseks kütuseks, keemiliseks tooraineks või muuks kasulikuks ühendiks. Näiteks eraldab Zürichi katseüksus õhust juba süsinikdioksiidi ja vee ning muundab selle sünteesgaasiks, must nanogold võib toota süsinikdioksiidist metaani ja kasvuhoonegaasi sidumist kivimiks või muundamist süsinikuks on juba testitud.

Metallpind katalüsaatorina

Teise muundamismeetodi on nüüd välja töötanud Karlsruhe tehnoloogiainstituudi (KIT) Concepcion Molina-Jiron ja nende kolleegid. Grafeeni valmistamiseks kasutavad nad toorainena CO2. See õhuke süsinikuaatomite võrk on raskem kui teras ja sellel on erilised elektrilised omadused - see võib muutuda ülijuhiks, kuid võimaldab ka võimsaid akusid. Siiani saadakse grafeeni tavaliselt grafiidist, kuid süsinikku on võimalik laduda ka tugimaterjalidele.

Grafeeni tootmiseks CO2-st kasutavad teadlased katalüsaatorina vase ja pallaadiumi metallpinda. "Kui metallpinnal on vase ja pallaadiumiga õige tasakaal, toimub süsinikdioksiidi muundamine grafeeniks otse lihtsa üheetapilise protsessiga, " selgitab Mario Ruben KIT-ist. Grafeeni aurustamisel auruga on vaja ainult CO2, vesinikku ja kõrgeid temperatuure kuni 1000 kraadi.

Võimalik ka mitmekihiline grafeen

Edasistes katsetes on teadlastel juba õnnestunud toota mitme paksusega kihti grafeen, mis võiks pakkuda huvi akude, elektrooniliste komponentide või filtrimaterjalide võimalike rakenduste jaoks. Töörühma järgmine uurimistöö eesmärk on töödeldavate elektrooniliste komponentide vormimine saadud grafeenist. (ChemSusChem, 2019; doi: 10.1002 / cssc.201901404) Kuva

Allikas: Karlsruhe tehnoloogiainstituut (KIT)

- Nadja Podbregar