الهندسة المعمارية التفصيلية للمجموعات النانوية النحاسية المختلفة. تحتوي جميع المجموعات النانوية على أعداد متطابقة من ذرات النحاس وروابط الثيولات والهيدريدات. التغيير مرئي فقط في مرفق يجند PPh3. (أ) و (د) حيث تم ربط جميع بروابط PPh3، (ب) و (هـ) حيث يتم خلع قمة واحدة مما يؤثر على انفصال بروابط PPh3 واحدة، (ج) و (و) حيث يتم خلع رأسين قطريين افصل اثنين من بروابط PPh3 المرتبطة. الائتمان: يويتشي نيجيشي وآخرون
يؤدي ارتفاع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى تسريع ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ. ولكن ماذا لو تمكن العلماء من إعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون الزائد وتحويله إلى مصدر محتمل للطاقة؟
يعد التخفيض الكهروكيميائي طريقة واعدة لتحقيق ذلك. من خلال هذه العملية التي تعتمد على المحفز، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات مثل أول أكسيد الكربون (CO)، أو الميثان (CH₄)، أو الإيثانول (C₂H₆O)، أو حمض الفورميك (HCOOH). ومع ذلك، لا تزال هناك عوائق أمام محاولة تحقيق إنتاج منتجات محددة على نطاق صناعي.
هذا لأنه في تقليل ثاني أكسيد الكربون، يمكن أن يؤدي التفاعل إلى عدة نتائج محتملة. ولذلك، يقوم العلماء بتجربة طرق للتأثير على مسارات التفاعل، مما يزيد من احتمالية تشكيل منتجات محددة.
تحولت مجموعة من الباحثين من جامعة توهوكو، وجامعة طوكيو للعلوم، وجامعة فاندربيلت إلى النحاس المعدني متعدد الاستخدامات، حيث استخدموه كمحفز لتقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي، لتحقيق خصوصية المنتج التي يمكن التحكم فيها. ومن خلال التحكم في البنية الهيكلية للنحاس على المستوى النانوي، تمكنوا من تشكيل النحاس بدقة إلى مجموعات نانوية يقل قطرها عن 2 نانومتر، وبالتالي تعزيز كفاءة استخدامه كمحفز.
تم نشر تفاصيل أبحاثهم في مجلة Small Science بتاريخ 28 نوفمبر 2024.
يقول يويتشي نيجيشي، الأستاذ في معهد البحوث المتعددة التخصصات للمواد المتقدمة بجامعة توهوكو: “لقد استكشفنا العناقيد النحاسية النانوية المسببة للعيوب كبديل فعال من حيث التكلفة للمجموعات النانوية المعدنية النبيلة، وصممناها لإنتاج منتجات محددة ذات كثافة عالية من الطاقة”. عمرام).