Rézzel is tisztítható a levegő : Zöldtechnológia
"A földet nem apáinktól örököltük, hanem unokáinktól kaptuk kölcsön" /David Attenborough/
  • RSS
  • Delicious
  • Digg
  • Facebook
  • Twitter
  • Linkedin
  • Napot a földre: A franciaországi Cadarche-ban épül a világ első kísérleti fúziós erőműve, az ITER. Három évtized és közel 24 milliárd dollárnyi befektetés után a 25 ezer tonnás ITER lassan elhozhatja a Napot ...
  • Tesla üzemanyag nélküli autója:A fizikakönyvek kevésbé foglalkoznak Nikola Teslával, pedig a horvát származású fizikus és villamosmérnök az egyik legnagyobb elme, aki valaha létezett. Számtalan zseniális találmány fűződik a nevéhez, közöttük olyan is, melyre ...
  • Balesetnél sem veszélyes az elektromos Mitsubishi:Könnyedén ment át az ADAC töréstesztjén a Mitsubishi elektromos miniautója, az i-MiEV. Baleset esetén sem fenyeget áramütés veszélye. 15 európai országban kezdődik hamarosan a Mitsubishi elektromos minije, a Citroën C-Zeróval ...
  • Elektromos szörnyeteg, Citroen Survolt:Vad, sportos megjelenésű, elektromos motorral hajtott tanulmány autó a Citroen garázsából Tanulmány autók végeláthatatlan sora jellemzi az idei Genfi Autószalont. A gyártók talán ezzel szemléltetik a világnak, tudnak meglepetéseket is okozni. A ...
  • Egyedülálló fejlesztés a lillafüredi kisvasúton: A világ első keskeny nyomközön járó, hibridhajtású mozdonyát állították üzembe a lillafüredi erdei kisvasúton. Az energiahatékony és környezetbarát mozdony teljes egészében magyar tervezők munkája. A ...
Home » Technológia » Hibrid autók » Egyedülálló fejlesztés a lillafüredi kisvasúton

Rézzel is tisztítható a levegő

Egy véletlen felfedezésnek köszönhetően kémikusok olyan katalizátorba botlottak, ami képes az oxigént érintetlenül hagyva kizárólag a szén-dioxidot kivonni a levegőből, majd egy hasznos anyaggá alakítani azt.

A rézalapú vegyület nagyon messze van a gyakorlati alkalmazástól, azonban a benne rejlő innovatív kémia némi reményt ad arra, hogy egy nap egy katalizátorral szelektíven és hatékonyan távolítsuk el az üvegház gázokat a légkörből, szerves vegyületekké alakítva azokat.

A legtöbb olyan katalizátor, aminek a szerkezete egy fémes középpont, például egy réz atom köré épül, képes megkötni a szén-dioxidot egy gázfolyamban. Ha azonban levegőről van szó, akkor jobban szeretnek a bőségesen előforduló, jóval reakcióképesebb oxigénnel párt alkotni, ezért is teljesen váratlan az új vegyület ellentétes irányú szelektivitása, magyarázta Elisabeth Bouwman, a hollandiai Leideni Egyetem kutatója, aki kollégáival felfedezte a katalizátort. Eredményeikről a Science magazinban számoltak be.

Bouwman csapata a biológiai enzimek tevékenységét utánzó vegyületeket vizsgálta. Bouwman egy nikkelalapú vegyületet vizsgált, amit az összehasonlítás kedvéért megpróbált rézzel körülvenni. Ez a szerkezet egy sárgás oldatot eredményezett, ami később kékeszölddé változott, miután néhány napot eltöltött a szabad levegőn. A kékeszöld folyadék elemzése egy oxalát nevű szegmens megjelenését mutatta ki, ami két szén-dioxid-molekulából áll, hidat alkotva két rézatom között. Ez a részlet csak akkor alakulhat ki, ha nem oxigén, hanem szén-dioxid oxidálódik a réz összetevők körül. Bouwman maga sem tudja, miért részesíti előnyben a réz a szén-dioxidot az oxigénnel szemben, az azonban egyértelmű, hogy a molekuláris szerkezetben létrejött oxaláthíd rendkívül stabil.

Ezzel azonban még nem ér véget a történet, némi elektromos energia hozzáadásával ugyanis a kékeszöld elegy is úgy viselkedik, mint egy katalizátor. A komplex rézvegyület újrahasznosítható, és visszaállítható alacsony oxidációs állapota, az oxalát kivonható a molekulából. Bouwman egy elektrokémiai cellában, lítiumionok hozzáadásával távolította el az oxalátot a réz öleléséből. A hátramaradt eredeti réz komplex egy elektródának köszönhetően visszatért eredeti állapotába. Az elektróda pótolta azokat az elektronokat, amit a réz az oxalát eltávolításával elvesztett.

A cellának mindössze 0,03 volt feszültségre van szüksége a folyamathoz, ami jóval kevesebb mint az a 2 volt, amivel jelenleg hasznos vegyületekké lehet bontani a szén-dioxidot. A katalizátortól elválasztva az oxalátsó számos gyakorlati alkalmazással rendelkező vegyület alapjaként szolgálhat. Ilyen az oxálsav, amit előszeretettel használnak a laboratóriumokban és a háztartási termékeknél, különösen a rozsdamentes bevonatoknál, de alkalmazható a fagyállóként funkcionáló etilén-glikol előállításához és a kémiai szintézis egyik alkotóelemeként is.

A rendszer azonban még a legnagyobb jóindulattal sem nevezhető gyakorlati megoldásnak a levegő megtisztítására. “A vegyület hatékonysága nem elég jó” – foglalta össze tömören a problémát Bouwman. Eddig csapatával mindössze hatszor sikerült átforgatnia a rendszerét hét óra leforgása alatt, ez az arány pedig csak a tiszta szén-dioxiddal történt érintkezésre értendő laboratóriumi körülmények között. Egy hatékony katalizátornak egy óra leforgása alatt több tízezer ciklust kellene teljesítenie.

Ezzel szemben a nagy méretű szén-dioxidot eltávolító rendszerek – ha valaha is megvalósulnak a gyakorlatban – sokkal inkább a fizikai gázszeparációs membránokon fognak alapulni, melyek szelektíven szívják be a gázokat. Vagy ha maradunk a kémiai útnál, akkor a nátrium-hidroxid tisztítóberendezéseken, melyeknek a regenerálódáshoz nagy mennyiségű energiára van szükségük. Mindkét rendszer egyszerűen csak koncentrálja a szén-dioxidot ahelyett, hogy hasznos vegyületté alakítaná, mint Bouwman elektrokatalizátoros koncepciója.

Bouwan visszatért enzim tanulmányaihoz, azonban mellettük folytatja véletlen felfedezésének vizsgálatát is, melyből azt szeretné megtudni, vajon a rézmolekulák mellékcsoportjainak megváltoztatásával javíthatja-e a katalizátor hatékonyságát.

Forrás: sg.hu

Categories: Klímaváltozás