Ua ʻike ʻia kahi mineral lepo i hoʻolaha nui ʻia, ʻo α-iron-(III) oxyhydroxide, he mea hoʻoulu hou no ka photoreduction o ke kalapona dioxide i ka waikawa formic.Kāleka: Prof. Kazuhiko Maeda
ʻO ka hoʻemi ʻana o ke CO2 i nā wahie hiki ke lawe ʻia e like me ka waikawa formic (HCOOH) he ala maikaʻi ia e hakakā ai i ka piʻi ʻana o nā pae CO2 i ka lewa. No ke kōkua ʻana i kēia hana, ua koho kahi hui noiʻi ma Tokyo Institute of Technology i kahi mineral hao i loaʻa koke a hoʻouka iā ia ma luna o ke kākoʻo alumina e hoʻomohala i kahi mea hoʻoulu e hiki ke hoʻololi pono i ka CO2 i HCOOH, ma kahi o 90% selectivity!
He koho hoihoi nā kaʻa uila no nā poʻe he nui, a ʻo ke kumu nui, ʻaʻohe o lākou hoʻokuʻu kalapona. Eia naʻe, he hemahema nui no nā mea he nui, ʻo ko lākou nele i ka laulā a me nā manawa hoʻouka lōʻihi. ʻO kēia kahi e loaʻa ai i nā wahie wai e like me ka gasoline kahi pōmaikaʻi nui. ʻO ko lākou nui o ka ikehu ke ʻano o nā laulā lōʻihi a me ka hoʻopiha hou ʻana i ka wahie.
ʻO ka hoʻololi ʻana mai ka gasoline a i ʻole ka diesel i kahi wahie wai ʻē aʻe hiki ke hoʻopau i nā hoʻokuʻu kalapona me ka mālama ʻana i nā pono o nā wahie wai. I loko o kahi cell wahie, no ka laʻana, hiki i ka waikawa formic ke hoʻoikaika i kahi ʻenekini me ka hoʻokuʻu ʻana i ka wai a me ke kalapona dioxide. Eia nō naʻe, inā hana ʻia ka waikawa formic ma ka hoʻemi ʻana i ka CO2 lewa i HCOOH, a laila ʻo ka hopena wale nō ka wai.
ʻO ka piʻi ʻana o nā pae kalapona ʻokikene i loko o ko kākou lewa a me kā lākou hāʻawi ʻana i ka hoʻomehana honua he mau nūhou maʻamau i kēia manawa. I ka hoʻokolohua ʻana o nā kānaka noiʻi me nā ʻano like ʻole i ka pilikia, ua puka mai kahi hopena kūpono—ʻo ka hoʻololi ʻana i ke kalapona ʻokikene keu i ka lewa i nā kemika waiwai i ka ikehu.
ʻO ka hana ʻana o nā wahie e like me ka waikawa formic (HCOOH) ma o ka photoreduction o CO2 i ka lā ua huki nui ʻia ka manaʻo i kēia manawa no ka mea he pōmaikaʻi pālua ka hana: hoʻemi ia i nā hoʻokuʻu CO2 keu a kōkua pū i ka hoʻēmi ʻana i ka ikehu a mākou e kū nei i kēia manawa. hemahema. Ma ke ʻano he mea lawe maikaʻi loa no ka hydrogen me ka nui o ka ikehu, hiki i ka HCOOH ke hāʻawi i ka ikehu ma o ke kuni ʻana me ka hoʻokuʻu wale ʻana i ka wai ma ke ʻano he huahana ʻaoʻao.
I mea e hoʻolilo ai i kēia hopena waiwai nui i mea maoli, ua hoʻomohala nā kānaka ʻepekema i nā ʻōnaehana photocatalytic e hōʻemi ana i ke kalapona dioxide me ke kōkua o ka lā. Aia kēia ʻōnaehana i kahi substrate e omo ana i ka mālamalama (ʻo ia hoʻi, kahi photosensitizer) a me kahi mea hoʻoulu e hiki ai ke hoʻoili i nā electron he nui e pono ai no ka hōʻemi ʻana o CO2 i HCOOH. A pēlā i hoʻomaka ai e ʻimi i nā mea hoʻoulu kūpono a maikaʻi hoʻi!
Hoʻemi ʻia ke kalapona dioxide ma ka photocatalytic me ka hoʻohana ʻana i nā infographics hui i hoʻohana pinepine ʻia. Kiʻiʻē: Polofesa Kazuhiko Maeda
Ma muli o ko lākou pono a me ka hiki ke hana hou ʻia, ua manaʻo ʻia nā mea hoʻouluulu paʻa nā moho maikaʻi loa no kēia hana, a i nā makahiki i hala iho nei, ua ʻimi ʻia nā hiki hoʻouluulu o nā ʻōnaehana metala-organic cobalt, manganese, nickel a me ka hao (MOFs), a ma waena o ia mau mea he mau pono ko ka mea hope ma mua o nā metala ʻē aʻe. Eia nō naʻe, ʻo ka hapa nui o nā mea hoʻouluulu hao i hōʻike ʻia a hiki i kēia manawa e hana wale i ka carbon monoxide ma ke ʻano he huahana nui, ʻaʻole ʻo HCOOH.
Eia naʻe, ua hoʻoponopono koke ʻia kēia pilikia e kahi hui o nā mea noiʻi ma Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) i alakaʻi ʻia e Polopeka Kazuhiko Maeda. Ma kahi noiʻi hou i paʻi ʻia ma ka puke pai kemika ʻo Angewandte Chemie, ua hōʻike ka hui i kahi mea hoʻoulu hao i kākoʻo ʻia e alumina (Al2O3) me ka hoʻohana ʻana i ka α-iron(III) oxyhydroxide (α-FeO​​​ OH; geothite). Hōʻike ka mea hoʻoulu α-FeO​​​OH/Al2O3 hou i ka hana hoʻololi CO2 i HCOOH maikaʻi loa a me ka hana hou ʻana. I ka nīnau ʻia ʻana e pili ana i kā lākou koho o ka mea hoʻoulu, ua ʻōlelo ʻo Polopeka Maeda: "Makemake mākou e ʻimi i nā mea nui aʻe ma ke ʻano he mea hoʻoulu i nā ʻōnaehana photoreduction CO2. Pono mākou i kahi mea hoʻoulu paʻa e hana, hana hou, ʻaʻohe ʻawaʻawa a ʻaʻohe kumu kūʻai. ʻO ia ke kumu i koho ai mākou i nā minelala lepo i hoʻolaha nui ʻia e like me goethite no kā mākou mau hoʻokolohua."
Ua hoʻohana ka hui i kahi ʻano impregnation maʻalahi e synthesize i kā lākou catalyst. A laila ua hoʻohana lākou i nā mea Al2O3 i kākoʻo ʻia e ka hao e hoʻemi i ka CO2 ma ka mahana o ka lumi i ke alo o kahi photosensitizer (Ru) i hoʻokumu ʻia i ka ruthenium, ka mea hāʻawi electron, a me ka mālamalama ʻike ʻia me nā nalu ma luna o 400 nanometers.
He mea hoʻoikaika nui nā hopena. ʻO ke koho ʻana o kā lākou ʻōnaehana no ka huahana nui HCOOH he 80-90% me ka hua quantum o 4.3% (e hōʻike ana i ka pono o ka ʻōnaehana).
Hōʻike kēia haʻawina i kahi mea hoʻoulu paʻa hao mua loa o kona ʻano e hiki ke hoʻoulu i ka HCOOH ke hui pū ʻia me kahi photosensitizer kūpono. Kūkākūkā pū ia i ke koʻikoʻi o nā mea kākoʻo kūpono (Al2O3) a me kona hopena ma ka hopena hoʻemi photochemical.
Hiki i nā ʻike mai kēia noiʻi ke kōkua i ka hoʻomohala ʻana i nā mea hoʻouluulu metala ʻole hou no ka hoʻemi ʻana i ke kalapona ʻokikene i nā kemika pono ʻē aʻe. "Hōʻike kā mākou noiʻi ʻaʻole paʻakikī ke ala i kahi hoʻokele waiwai ikehu ʻōmaʻomaʻo. ʻOiai nā ʻano hoʻomākaukau mea hoʻouluulu maʻalahi hiki ke hāʻawi i nā hopena maikaʻi loa, a ua ʻike maopopo ʻia he hiki ke hoʻohana ʻia nā hui nui o ka honua, inā kākoʻo ʻia e nā hui e like me ka alumina, me he mea hoʻouluulu koho no ka hōʻemi ʻana i ka CO2," wahi a Prof. Maeda.
Nānā: "Alumina-Supported Alpha-Iron (III) Oxyhydroxide e like me ka Recyclable Solid Catalyst no ka CO2 Photoreduction ma lalo o ka Mālamalamaʻike" na Daehyeon An, Kauka Shunta Nishioka, Kauka Shuhei Yasuda, Kauka Tomoki Kanazawa, Kauka Yoshinobu, Prof. 12 Mei 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"ʻO ia kahi e loaʻa ai i nā wahie wai e like me ka gasoline kahi pōmaikaʻi nui. ʻO ko lākou nui o ka ikehu ke ʻano o nā mamao lōʻihi a me ka hoʻopiha hou ʻana i ka wahie."
Pehea kekahi mau helu? Pehea e hoʻohālikelike ʻia ai ka nui o ka ikehu o ka waikawa formic me ka gasoline? Me hoʻokahi wale nō ʻātoma kalapona i loko o ke ʻano kemika, kānalua wau e kokoke ana paha i ka gasoline.
Eia kekahi, he ʻawahia loa ke ʻala, a ma ke ʻano he waikawa, ʻoi aku ka ʻino ma mua o ka gasoline. ʻAʻole kēia he mau pilikia ʻenekinia hiki ʻole ke hoʻoponopono ʻia, akā inā ʻaʻole hāʻawi ka waikawa formic i nā pono koʻikoʻi i ka hoʻonui ʻana i ka laulā a me ka hōʻemi ʻana i ka manawa hoʻopiha hou ʻana i ka pila, ʻaʻole paha ia e pono ke hoʻoikaika.
Inā lākou i hoʻolālā e unuhi i ka goethite mai ka lepo, he hana eli ʻana ia e hoʻohana nui ana i ka ikehu a he mea hōʻino paha ia i ke kaiapuni.
E ʻōlelo paha lākou i ka nui o ka goethite i loko o ka lepo no ka mea ke manaʻo nei au e pono ai ka ikehu hou aʻe e kiʻi i nā mea maka e pono ai a pane iā lākou e hana i ka goethite.
Pono e nānā i ke ola holoʻokoʻa o ke kaʻina hana a helu i ke kumukūʻai ikehu o nā mea āpau. ʻAʻole i loaʻa iā NASA kahi mea e like me ka hoʻokuʻu manuahi ʻana. Pono nā poʻe ʻē aʻe e hoʻomanaʻo i kēia.
ʻO SciTechDaily: Ka home o nā nūhou ʻenehana maikaʻi loa mai ka makahiki 1998. E hoʻomau i ka ʻike hou loa me nā nūhou ʻenehana ma o ka leka uila a i ʻole ka pāpili kaiapili.
ʻO ka noʻonoʻo wale ʻana i nā ʻono uahi a ʻona o ka BBQ ua lawa ia e hoʻolilo ai i ka hapa nui o ka poʻe i salivate. Ua hiki mai ke kauwela, a no nā mea he nui…