Вчені з Корнельського університету переробили 120-річне рівняння Коттрелла, щоб зрозуміти реакції, в які вуглекислий газ зазнає електрохімії, з метою перетворення газу на корисні продукти. Дослідники вважають, що класичне рівняння може допомогти електрохімікам контролювати реакції для створення бажаних продуктів, таких як етилен, етан або етанол, ефективно перетворюючи екологічну проблему на відновлюваний ресурс.
Вчені з Корнельського університету переглянули столітнє електрохімічне рівняння, рівняння Коттрелла, щоб допомогти перетворити атмосферний вуглекислий газ на функціональний продукт і в управлінні парниковими газами.
Це рівняння, назване на честь хіміка Фредеріка Гарднера Коттрелла, який розробив його в 1903 році, тепер служить цінним інструментом для сучасних дослідників. Застосовуючи електрохімію в контрольованому лабораторному середовищі, вчені можуть отримати більш чітке розуміння різноманітних взаємодій, яким може піддаватися вуглекислий газ.
Електрохімічне відновлення вуглекислого газу дає можливість перетворити газ із шкідливого для навколишнього середовища на сировину для хімічних продуктів або як засіб зберігання відновлюваної електроенергії у формі хімічних зв’язків, як це робить природа.
Їх роботи були опубліковані в журналі Каталізатор ACS.
сказав провідний автор Райлі Кейсболт Дідоменіко, докторант з хімічної інженерії Корнельського університету під керівництвом професора Тобіаса Ганрата.
«Якщо у нас буде кращий контроль над реакцією, то ми зможемо робити все, що завгодно, коли захочемо», — сказав Дідоменіко. «Рівняння Коттрелла — це інструмент, який допомагає нам досягти цього».
Рівняння дозволяє досліднику визначати та контролювати експериментальні параметри для отримання вуглекислого газу та перетворення його на корисні вуглецеві продукти, такі як етилен, етан або етанол.
Багато дослідників сьогодні використовують передові обчислювальні методи, щоб отримати детальну атомну картину процесів на поверхні каталізатора, але ці методи часто включають кілька тонких припущень, що ускладнює пряме порівняння з експериментами, сказав старший автор Тобіас Ганрат.
«Краса цього стародавнього рівняння полягає в тому, що тут дуже мало припущень», — сказав Ханрат. “Якщо ви введете емпіричні дані, ви отримаєте краще відчуття істини. Це стара класика. Це та частина, яку я вважав прекрасною”.
«Оскільки воно старіше, — сказав Дідоменіко, — рівняння Коттрелла було забутою технікою. Це класична електрохімія. Просто повернути його на передній план у людей було чудово. І я думаю, що це рівняння допоможе іншим електрохімікам вивчати власні системи».
Довідка: «Механістичне розуміння утворення вуглекислого газу та продуктів вуглекислого газу в електрохімічному відновленні вуглекислого газу – роль ланцюгової передачі заряду та хімічних реакцій» Рейлі Каспольте де Доменіко, Келсі Левін, Ліла Реманіс, Гектор де Аброена та Тобіас Ганрат, 27 березня 2023 р. і Каталізатор ACS.
DOI: 10.1021/acscatal.2c06043
Дослідження фінансувалося Національним науковим фондом, стипендією Cornell Energy Systems Institute-Corning Graduate Fellowship та Cornell Engineering Learning Initiative.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
