Графен поможет бороться с парниковым газом

17.12.2016, 04:44 Наука

Квантовые точки из графена помогут в переработке углекислого газа в ценные химические соединения, не выпуская его в атмосферу и не закачивая его под землю, заявили эксперты Университета Райса.

Команда ученых во главе с Pulickel Ajayan выснила, что графеновые квантовые точки, легированные азотом, (NGQDs) оказались весьма эффективным электрокатализатором, позволяя делать сложные углеводороды из парникового газа. Используя электрокатализ, исследователи показали превращение ненужного загрязнителя атмосферы в небольшое количество этилена и этанола.

Ajayan говорит, что пока они не совсем понимают механизм, но обнаружили легированный графен работал почти так же эффективно, как медь, которая проходит аналогичные испытания в качестве катализатора для переработки углекислого газа в жидкое топливо и химикаты. «Я думаю, что мы нашли что-то, принципиально интересное, потому что эти точки обеспечивают эффективный путь для поиска новых типов катализаторов в превращении диоксида углерода в ценное химическое сырье», отметили авторы. Они добавили: «Если мы сможем преобразовать значительную часть углекислого газа, который сейчас выпускается, мы могли бы снизить рост уровня уровней диоксида углерода в атмосфере».

В ходе экспериментов было найдено, что графеновые квантовые точки способны уменьшить уровень углекислого газа до 90 процентов, а 45 процентов конвертировать в этилен или спирт, что сравнимо с медными электрокатализаторами. «Углерод, как правило, не является катализатором. Но, когда азот вставляется в гексагональную графитовую решетку, существует несколько позиций, которые он может занять. Каждая из этих позиций, в зависимости от того, где азот сидит, может иметь различную каталитическую активность. Таким образом, это была загадка, и хотя люди написали много статей в течение последних пяти до 10 лет по легированному и дефектнму углероду, головоломка еще не решена», отметили ученые.

Один из авторов Jingjie Wu говорит:

«Наши результаты показывают, что азот, расположенный в графеновых квантовых точках, способствует превращению вредного парникового элемента в углеводороды. В дальнейшем, мы постараемся выяснить, как повышение концентрации азота поможет увеличить выход углеводородов».

Эксперты отметили, что в ближайшее время такой электрокатализ не пригоден для крупномасштабного производства, но полученные результаты будут полезны при разработке новых катализаторов.