Электрокатализаторы – первые материалы, кроме ферментов, способные преобразовывать углекислый газ и воду в углеродные блоки из одной до четырех атомов углерода с эффективностью свыше 99%.
Два продукта, разработанные исследователями — метилглиоксаль (C3) и 2,3-фурандиол (C4) — могут применяться в качестве компонентов для пластмасс, клеев и лекарств. Ученые предлагают заменить токсичный формальдегид на метилглиоксаль, так как тот безопаснее. Открытие, основанное на химии искусственного фотосинтеза, подробно… описано в журнале Energy & Environmental Science.
Чарльз Дисмукес, старший автор исследования, заслуженный профессор кафедры химии и химической биологии и кафедры биохимии и микробиологии Ратгерского университета, а также главный исследователь в Ваксманском институте микробиологии, уверен, что прорыв может привести к переработке диоксида углерода в ценные продукты и сырье для химической и фармацевтической промышленности.
Ранее ученые обнаружили возможность электрохимической трансформации углекислого газа в метанол, этанол, метан и этилен с высокими выходами. Однако такое производство признано неэффективным и дорогостоящим для коммерциализации.
Но двуокись углерода и вода могут подвергаться электрохимии. преобразованыИзготавливают широкий ассортимент продукции на основе углерода при помощи пяти катализаторов из никеля и фосфора, доступных и широко распространенных. Выбор катализатора и другие параметры процесса определяют, сколько атомов углерода можно объединить для получения молекул или даже генерировать полимеры большей длины — чем длиннее углеродная цепь, тем выше ценность продукта.
Сотрудники Ратгерского университета, основываясь на своем исследовании, оформили патенты на электрокатализаторы и создали компанию RenewCO2. Дальнейшим шагом станет изучение основной химической реакции для производства других ценных продуктов, например, диолов (широко применяемых в полимерной промышленности) или углеводородов. использоваться в качестве возобновляемых видов топлива.