Nowatorskie katalizatory do redukcji dwutlenku węgla
W swoim 4. sprawozdaniu oceniającym Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) opiniuje, że widoczny wzrost stężenia antropogenicznych gazów cieplarnianych jest najprawdopodobniej przyczyną globalnego ocieplenia. Wszystko wskazuje na to, że jednym z głównych czynników wpływających na zmianę średniej temperatury na świecie jest spalanie paliw kopalnych. Spośród potencjalnych źródeł energii odnawialnej, energia słoneczna występuje w największej obfitości. Foto- lub elektrokataliza CO2 dostarcza nowych sposobów na produkcję paliw chemicznych, zapewniając tym samym alternatywę dla paliw kopalnych. W finansowanym przez UE projekcie "A new approach to electrocatalytic CO2 reduction based on supramolecular, dinucleating catalysts" (CO2REDUCTDINUCLEAT) dokonano syntezy nowych ligand — cząstek wiążących się z atomem centralnym metalu — i metali przejściowych dla potrzeb centrów koordynacji, a następnie przetestowano ich reaktywność z CO2. W pierwszej kolejności naukowcy spreparowali nową rodzinę ligand, której niektórzy członkowie mają zdolność do generowania kompleksów bimetalicznych lub multimetalicznych. Następnie skupiono się na badaniu reaktywności kompleksów koordynacyjnych z określonymi związkami chemicznymi. To pozwoliło naukowcom uzyskać związek nieorganiczny — wodorek miedzi — który wchodzi w reakcję z CO2, umożliwiając im uzyskiwanie pochodnych mrówczanu. Wprowadzenie kolejnego związku chemicznego, silanu, pomogło uczynić ten proces katalitycznym. Zespół projektu ocenił szereg warunków reakcji, takich jak rozpuszczalnik, temperatura i ładunek katalizatora trzech różnych pochodnych silanu, uzyskując niezwykłą wydajność bliską 95%. W projekcie CO2REDUCTDINUCLEAT wygenerowano różne kompleksy oparte na szkielecie naftyrydyny, przy czym niektóre z nich przejawiają niezwykłą zdolność do aktywacji CO2. Konwersja CO2 w zredukowane związki chemiczne przy użyciu energii elektrycznej, redukcja elektrochemiczna, reprezentuje wykonalną metodę produkcji paliw, w której CO2 pełni rolę materiału podawanego. Nowo zsyntetyzowane kompleksy uzyskane w projekcie powinny pomóc w katalizowaniu tego procesu, a jednocześnie stać się źródłem niskoemisyjnych źródeł energii.
Słowa kluczowe
Katalizatory, redukcja dwutlenku węgla, kompleksy koordynacyjne, paliwa słoneczne
