Yenilenebilir elektrikle beraber elektrokimyasal CO2 azaltma reaksiyonu (CO2RR), karbon bazlı yakıtların sentezi için umut vaat eden bir strateji olarak görülmektedir. Bu strateji, küresel enerji kıtlığı ve iklim değişikliği gibi çevresel sorunlarla mücadele etmeyi amaçlamaktadır. CO2RR, atmosferik CO2 seviyelerini kontrol altında tutarken karbon yakalama, kullanım ve depolamayı enerji döngülerine entegre etmenin yollarını sağlayabilir.
CO2 azaltımını sağlayan mevcut katalizörlerin çoğu bakır (Cu) bazlıdır. Bakır bazlı katalizörlerdeki C-C birleştirme süreci tam olarak anlaşılamamıştır bu da daha verimli katalizör tasarımını olumsuz etkilemektedir.
Çin Bilimler Akademisi, Hong Kong Şehir Üniversitesi ve Çin’deki diğer araştırmacılar CO2’nin azaltılması için yüksek verimli bakır içermeyen elektrokimyasal katalizör tasarlamaya başladılar. Bu yeni katalizörü Nature Energy dergisinde makale olarak yayınladılar. Yapılan araştırma %80 seçicilikte CO2’yi etanole indirgeyen kalay üzerindedir.
Katalizör, SnS₂ nano tabakalarından ve 3D karbon üzerindeki üç oksijen atomuyla koordine edilen tek Sn atomlarından meydana gelir. Yapılan deneyler sonucunda SnS₂’den ara malzemeler, Sn1-OG3 kümesinden bikarbonat ara maddeleri üretimi gözlemlenmiştir.
Bilindiği gibi katalitik bir reaksiyonun hızı ve seçiciliği, katalizör yüzeyindeki reaksiyon ara ürünleriyle ilişkilidir. Prof Lui ”Tandem katalizörümüz, sadece etanol sentezinde C-C bağ oluşumunu sağlamıyor. Formil-bikarbonat birleşimi, Cu bazlı katalizörlerdeki sorunları aşmak için CO2 azaltma reaksiyonlarını istenilen ürünlere yönlendirmeyi mümkün kılar.
Bu çalışmanın, çok adımlı kimyasal reaksiyonlarda polar aktif merkezlere sahip tek atomlu katalizörler için yeni çalışmalara yol açacağı öngörülmektedir.
Kaynaklar