חוקרי VCU גילו זרז יעיל להמרה תרמוכימית של פחמן דו-חמצני לחומצה פורמית - תגלית שיכולה לספק אסטרטגיית לכידת פחמן חדשה שניתן לצמצם ככל שהעולם מתמודד עם שינויי האקלים. חומר פוטנציאלי חשוב ללכידת פחמן דו-חמצני באטמוספירה.
"ידוע היטב כי הצמיחה המהירה של גזי חממה באטמוספירה והשפעותיהם המזיקות על הסביבה הן אחד האתגרים העיקריים העומדים בפני האנושות כיום", אמר המחבר הראשי ד"ר שיב נ. קאנה, פרופסור אמריטוס מאוניברסיטת חבר העמים במחלקה לפיזיקה בפקולטה למדעי הרוח של VCU. "ההמרה הקטליטית של CO2 לכימיקלים שימושיים כמו חומצה פורמית (HCOOH) היא אסטרטגיה חלופית חסכונית למתן את ההשפעות השליליות של CO2. חומצה פורמית היא נוזל בעל רעילות נמוכה שקל להוביל ולאחסן בטמפרטורת הסביבה. ניתן להשתמש בה גם כמקור כימי בעל ערך מוסף גבוה, נשא אחסון מימן ותחליף דלק מאובנים עתידי אפשרי."
האנה וד"ר טורבאסו סנגופטה, פיזיקאי מחקר מ-VCU, מצאו כי צבירים קשורים של כלקוגנידים מתכתיים יכולים לשמש כזרזים להמרה תרמוכימית של CO2 לחומצה פורמית. תוצאותיהם מתוארות במאמר שכותרתו "המרה של CO2 לחומצה פורמית על ידי כוונון מצבים קוונטיים בצבירים של כלקוגנידים מתכתיים" שפורסם ב-Communications Chemistry of Nature Portfolio.
"הראינו שעם השילוב הנכון של ליגנדים, ניתן להפחית משמעותית את מחסום התגובה להמרת CO2 לחומצה פורמית, מה שמאיץ מאוד את ייצור החומצה הפורמית", אמר האנה. "לכן היינו אומרים שהזרזים הנטענים הללו יכולים להפוך את הסינתזה של חומצה פורמית לקלה או ישימה יותר. השימוש בצברים גדולים יותר עם יותר אתרי קישור ליגנדים או על ידי חיבור ליגנדים תורמים יעילים יותר תואם את השיפורים הנוספים שלנו בהמרת חומצה פורמית שניתן להשיג לעומת מה שמוצג בסימולציות החישוביות."
המחקר מתבסס על עבודתה הקודמת של האנה, המראתה כי בחירה נכונה של ליגנד יכולה להפוך צביר לתורם-על התורם אלקטרונים או לקולט המקבל אלקטרונים.
"כעת אנו מראים כי לאותה השפעה יש פוטנציאל גדול בקטליזה המבוססת על צבירים של כלקוגנידים מתכתיים", אומר האנה. "היכולת לסנתז צבירים קשורים יציבים ולשלוט ביכולתם לתרום או לקבל אלקטרונים פותחת תחום חדש של קטליזה, מכיוון שרוב התגובות הקטליטיות תלויות בזרזים שתורמים או מקבלים אלקטרונים."
אחד המדענים הניסויים הראשונים בתחום, ד"ר קסבייר רוי, פרופסור חבר לכימיה באוניברסיטת קולומביה, יבקר ב-VCU ב-7 באפריל לסימפוזיון האביב של המחלקה לפיזיקה.
"נעבוד איתו כדי לראות כיצד נוכל לפתח וליישם זרז דומה באמצעות המעבדה הניסויית שלו", אמרה חנה. "כבר עבדנו בשיתוף פעולה הדוק עם הקבוצה שלו, שם הם סינתזו סוג חדש של חומר מגנטי. הפעם הוא יהיה הזרז."
הירשמו לניוזלטר של VCU בכתובת newsletter.vcu.edu וקבלו סיפורים, סרטונים, תמונות, קטעי חדשות ורשימות אירועים שנבחרו בתיבת הדואר הנכנס שלכם.
קבוצת קוסטאר מכריזה על 18 מיליון דולר עבור VCU לבניית מרכז האמנויות והחדשנות של קוסטאר