إرجاع أفضل لثاني أكسيد الكربون المائي

توصل فريق من الباحثين إلى حفّاز مطوّر للقيام بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون –وهو واحد من أكثر التفاعلات التي تسعى الكيمياء الحديثة وراءها– بطريقة أكثر كفاءة.

تستطيع النباتات إجراء عملية التمثيل الضوئي، تلك القدرة المميزة على تحويل ثاني أكسيد الكربون من الجوّ إلى مواد عضوية، مستخدمةً الطاقة من ضوء الشمس. ولسنوات طويلة، حاول العلماء تقليد عملية كهذه.

يمكن استخدام الكهرباء، بدلاً من الضوء، لإرجاع ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون، الذي يمكن إرجاعه بدوره إلى هيدروكربونيات عضوية، ولكن هذا يحتاج إلى حفّاز كهربي، يمكنه تسهيل نقل الإلكترونات من مسرى كهربي إلى متفاعل.

أظهر فريق من الباحثين من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) في المملكة العربية السعودية أن الحفازات الكهربية المصنوعة من أشابة (خليط) من النحاس والإنديوم تعدّ مواد مرشحة جيدة، ناشرين ما توصلوا إليه في Angewandte Chemie¹.

قام الفريق بإعداد مسرى كهربي من النحاس والإنديوم (Cu-In) عن طريق غمس صفيحة نحاسية مؤكسدة حراريًّا في سائل يحتوي على الإنديوم. ثم طبقوا فولطية للإرجاع الآني للنحاس المؤكسد ثانية –مما حسّن خصائص الحفّاز– وأدى إلى ترسيب الإنديوم المعدني على المسرى بطريقة كهروكيميائية.  

عندما استخدموا محلولاً مائيًّا مشبعًا بثاني أكسيد الكربون المذاب، وجدوا أن مسرى Cu-In تميز بانتقائية لأول أكسيد الكربون بنسبة 95%، مقارنة بـ30% باستخدام النحاس المؤكسد فقط، وأظهر ثباتًا ملحوظًا على فترات تفاعل طويلة. كما أن مساري Cu-In الكهربية أقل ثمنًا بكثير من المساري الكهربية المصنوعة من المعادن النبيلة.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.