1747640365.jpg)
May 19, 2025 | 11:00 / Maraqlı məlumatlar
Rus alimləri Çinli alimlərlə birlikdə, karbon qazını daha səmərəli şəkildə qarışqa turşusuna çevirməyə imkan verən katalizator yaradıblar.
Bilirik ki, elektrokimyəvi reduksiya prosesi zamanı karbon qazı elektrik cərəyanının təsiri ilə digər kimyəvi birləşmələrə çevrilir. Bu metod uzun zamandır təkcə CO₂-nin utilizasiyası üçün yox, həm də dəyərli xammal mənbəyi kimi nəzərdən keçirilir. Məsələn, qarışqa turşusu maye yanacaq, həlledici və ya kimya sənayesində komponent kimi istifadə oluna bilər.
Lakin CO₂-nin elektrokimyəvi reduksiya zamanı yan reaksiyalar nəticəsində hidrogen ayrılır və bu da prosesin effektivliyini azaldır. Qələvi mühitdə bu problem kalium ionlarının (K⁺) artırılması ilə həll olunur, amma bu həm prosesi bahalaşdırır, həm də çökmələr əmələ gətirərək avadanlığın işini (tıxac yarandığı üçün ) zəiflədir. Turş mühit istifadə edildikdə isə katalizator tez sıradan çıxır və effektivliyi itir.
Rus mütəxəssislərinin də daxil olduğu tədqiqat qrupu alternativ yanaşma təklif edib. Onlar az miqdarda kalium şəraitində turş mühitdə sabit işləyən katalizator hazırlayıblar. Bu katalizatorun əsasını səthi nazik karbon təbəqəsi ilə örtülmüş indium oksid təşkil edir.
Əvvəlcə tədqiqatçılar kompüter modelləşdirilməsi vasitəsilə katalizator səthində ionların paylanmasını necə idarə etmək mümkün olduğunu araşdırıblar. Modelləşdirmə göstərib ki, karbon örtüyü yalnız katalizatoru məhvdən qorumaqla qalmır, eyni zamanda kalium ionlarını səthdə saxlayan elektrik sahəsi yaradır. Bu səbəbdən kalium çöküntü əmələ gətirmir və istənilməyən yan reaksiyalar baş vermir.
Modelin proqnozlarını yoxlamaq üçün Çinli alimlər indium oksidinin nanohissəciklərini sintez edib, onları nazik karbon qatı ilə örtüblər. Daha sonra elektrolit reaktorda bir sıra təcrübələr aparıblar. Onlar çox turş mühit və ənənəvi sistemlərlə müqayisədə dəfələrlə az kaliumdan istifadə ediblər. Sınaqlar göstərib ki, bu şəraitdə belə katalizator sabit qalır: o, 100 saatdan çox aktivliyini saxlayır və CO₂-nin qarışqa turşusuna çevrilmə səmərəliliyi 98,9% təşkil edir.
Tədqiqatçılar karbon örtüyünün həqiqətən də təsirli olduğunu dəqiqləşdirmək üçün əlavə testlər aparıblar. Onlar müəyyən ediblər ki, örtük olmadıqda indium oksidi sürətlə metal indiuma çevrilir və bu maddə CO₂-nin elektrokimyəvi reduksiyası xeyli zəifləyir. Bu da sübut edir ki, katalizatorun dağılmasının qarşısını məhz karbon qatı alır.
Bu metod karbon qazının emal texnologiyasını sadələşdirməklə yanaşı, onun sənaye miqyasında tətbiqini də əlçatan edir. Ənənəvi qələvi sistemlərdən fərqli olaraq, bu üsul yüksək kalium konsentrasiyası tələb etmir və çöküntü əmələ gəlməsini istisna edir.
Bu isə qazın emal prosesini həm ucuzlaşdırır, həm də sənaye tətbiqini — məsələn, ekoloji nəqliyyat növləri üçün yanacaq alınmasını — asanlaşdırır.
Tədqiqat “Nature Communications” jurnalında dərc olunub.
