Cornell Üniversitesi’ndeki bilim adamları, gazı faydalı ürünlere dönüştürmek amacıyla elektrokimyaya tabi tutulduğunda karbondioksitin verdiği reaksiyonları anlamak için 120 yıllık Cottrell denklemini yeniden tasarladılar. Araştırmacılar, klasik denklemin, elektrokimyacıların etilen, etan veya etanol gibi arzu edilen ürünleri oluşturmak için reaksiyonları kontrol etmelerine yardımcı olabileceğine ve çevresel bir sorunu etkili bir şekilde yenilenebilir bir kaynağa dönüştürebileceğine inanıyor.
Cornell Üniversitesi’nden bilim adamları, atmosferik karbondioksitin işlevsel bir ürüne dönüştürülmesine ve bu sera gazının yönetilmesine yardımcı olmak için asırlık bir elektrokimyasal denklem olan Cottrell denklemi.
Kimyager Frederick Gardner Cottrell’in adını taşıyan bu denklem 1903’te kim icat ettiyse, şimdi günümüz araştırmacıları için değerli bir araç olarak hizmet ediyor. Bilim adamları, kontrollü bir laboratuvar ortamında elektrokimyayı uygulayarak, karbondioksitin maruz kalabileceği çeşitli reaksiyonlar hakkında daha net bir kavrayış elde edebilirler.
Karbondioksitin elektrokimyasal indirgenmesi, gazı çevresel bir yükümlülük olmaktan çıkarıp, bir gaza dönüştürmek için bir fırsat sunar. kimyasal ürünler için hammadde veya doğanın yaptığı gibi kimyasal bağlar biçiminde yenilenebilir elektriği depolama aracı olarak.
Çalışmaları ACS Catalysis dergisinde yayınlandı.
“Karbondioksit için, Cornell’de Prof. Tobias Hanrath’ın gözetiminde kimya mühendisliği doktora öğrencisi olan baş yazar Rileigh Casebolt DiDomenico, “reaksiyon yollarını ne kadar iyi anlarsak, reaksiyonu o kadar iyi kontrol edebiliriz – uzun vadede istediğimiz de bu” dedi.
“Tepki üzerinde daha iyi kontrole sahip olursak, istediğimiz şeyi istediğimiz zaman yapabiliriz,” dedi DiDomenico. “Cottrell denklemi, hedefe ulaşmamıza yardımcı olan araçtır.”
Denklem, bir araştırmacının, karbondioksiti alıp etilen, etan veya etanol gibi faydalı karbon ürünlerine dönüştürmek için deneysel parametreleri belirlemesine ve kontrol etmesine olanak tanır. .
Günümüzde pek çok araştırmacı, katalizör yüzeyindeki süreçlerin ayrıntılı bir atomistik resmini sağlamak için gelişmiş hesaplama yöntemleri kullanıyor, ancak bu yöntemler genellikle, deneylerle doğrudan karşılaştırmayı karmaşıklaştıran birkaç incelikli varsayım içeriyor, dedi kıdemli yazar Tobias Hanrath.{ 4}
“Bu eski denklemin ihtişamı, çok az varsayımın olması,” dedi Hanrath. “Deneysel veriler koyarsanız, gerçeği daha iyi anlarsınız. Bu eski bir klasik. Güzel olduğunu düşündüğüm kısım buydu.”
DiDomenico şöyle dedi: “Daha eski olduğu için Cottrell denklemi unutulmuş bir teknik. Klasik elektrokimyadır. Bunu insanların zihinlerinde ön plana çıkarmak bile harika. Ve bu denklemin diğer elektrokimyacıların kendi sistemlerini incelemelerine yardımcı olacağını düşünüyorum.”
Referans: “Elektrokimyasal CO2 İndirgemesinde CO ve C2 Ürünlerinin Oluşumuna İlişkin Mekanik Görüşler─Ardışık Yük Aktarımının ve Kimyasal Reaksiyonların Rolü” yazan Rileigh Casebolt DiDomenico, Kelsey Levine, Laila Reimanis, Héctor D. Abruña ve Tobias Hanrath, 27 Mart 2023, ACS Catalysis.
DOI: 10.1021/acscatal.2c06043
Çalışma National Science Foundation, bir Cornell Energy Systems Institute-Corning Mezun Bursu ve Cornell Engineering Learning Initiative tarafından finanse edildi.