CM: Исследование пероксидов титана — новый шаг в борьбе с изменением климата

Молекулы, способные быстро улавливать значительные объемы углекислого газа из воздуха, что является важной тактикой в борьбе с изменением климата, синтезировали ученые из Университета штата Орегон.

Исследование, посвященное пероксидам титана, основывается на результатах более ранних исследований пероксидов ванадия и является частью крупномасштабных федеральных усилий по разработке новых методов и материалов для прямого улавливания углекислого газа из воздуха, образующегося при сжигании ископаемого топлива.

Результаты исследования, проведенного под руководством Май Найман и Карли Бах из Научного колледжа OSU, были опубликованы сегодня в журнале Chemistry of Materials.

Команда Наймана изучает, как некоторые комплексы переходных металлов могут реагировать с воздухом, удаляя углекислый газ и превращая его в карбонат металла, подобный тому, что содержится во многих минералах природного происхождения.

Переходные металлы расположены вблизи центра периодической таблицы, и их название происходит от перехода электронов из низкоэнергетических состояний в высокоэнергетические и обратно, что приводит к появлению характерных цветов.

Установки, фильтрующие углекислый газ из воздуха, все еще находятся в стадии становления. Технологии по снижению выбросов углекислого газа в атмосферу, например, на электростанциях, более зрелые. По словам ученых, оба вида улавливания углерода, скорее всего, понадобятся, если Земля хочет избежать худших последствий изменения климата.

В настоящее время в США, Канаде и Европе действуют 18 установок прямого улавливания углерода в воздухе, и планируется построить еще 130 по всему миру. Проблемы прямого улавливания воздуха включают большие затраты и высокие требования к энергии по сравнению с работой с промышленными выхлопами. Кроме того, концентрация углекислого газа в атмосфере, составляющая четыре части на миллион, является низкой, что затрудняет работу материалов для улавливания углерода.

Мы решили изучить титан, поскольку он в 100 раз дешевле ванадия, более распространен, более экологичен и уже нашел широкое применение в промышленности, — говорит Бах, аспирант из лаборатории Наймана.

Кроме того, он находится рядом с ванадием в периодической таблице, поэтому мы предположили, что поведение ванадия при улавливании углерода может быть достаточно схожим, чтобы быть эффективным.

Бах, Найман и остальные члены исследовательской группы создали несколько новых структур тетрапероксо-титанатов — атомов титана, координированных с четырьмя пероксидными группами, — которые показали различную способность очищать воздух от диоксида углерода. Тетрапероксоструктуры, как правило, обладают высокой реакционной способностью благодаря наличию пероксидных групп, которые являются сильными окислителями.

Родственные пероксотитанаты изучались на предмет их потенциального использования в катализе, химии окружающей среды и материаловедении. Однако тетрапероксотитанаты, использованные в данном исследовании, никогда не были окончательно синтезированы; Бах смог использовать недорогие материалы для высокопроизводительных химических реакций.

Наша любимая структура для улавливания углерода, которую мы обнаружили, — это тетрапероксотитанат калия, который очень уникален, потому что, как оказалось, он также является пероксосольватом, — говорит Бах.

Это означает, что помимо пероксидных связей с титаном, в его структуре также присутствует перекись водорода, что, по нашему мнению, делает его таким реактивным.

Измеренная способность улавливать углерод составила около 8,5 миллимолей углекислого газа на грамм тетрапероксотитаната калия — почти вдвое больше, чем у пероксида ванадия.

Титан — более дешевый и безопасный материал со значительно более высокой емкостью, — говорит Бах.

Названный в честь титанов из греческой мифологии, титан прочен, как сталь, но гораздо легче. Он нетоксичен, не подвержен коррозии и является девятым по распространенности элементом в земной коре — он содержится в камнях, почве, растениях и даже в человеческом теле в незначительных количествах.

Ранее ученые раскритиковали титановую броню за недостаточно высокую прочность.

13.12.2024


Подписаться в Telegram



Экология

Казанские ученые нашли способ быстрого получения газовых гидратов
Казанские ученые нашли способ быстрого получения газовых гидратов

Новое вещество, которое помогает образованию г...

Моллюски исследуют чистоту воды дешевле традиционных датчиков
Моллюски исследуют чистоту воды дешевле традиционных датчиков

Ученые придумали систему для проверки кач...

Nature Chemical Engineering: Ученые реанимировали полимер для средств очистки
Nature Chemical Engineering: Ученые реанимировали полимер для средств очистки

Микропластик представляет собой опасность для&...

В Самарском политехе нашли способ спасти урожай от вредителей
В Самарском политехе нашли способ спасти урожай от вредителей

Ученые под руководством Тимура Амирова, и...

Nature Communications: Таяние льдов в Арктике ускорилось
Nature Communications: Таяние льдов в Арктике ускорилось

Первое в истории лето, когда растает прак...

Environmental Archaeology: Древние агроэкосистемы спасут сельское хозяйство
Environmental Archaeology: Древние агроэкосистемы спасут сельское хозяйство

По мере того как глобальные водные ресурс...

Science: Новая мембрана отделяет воду от нефти с 99,9% эффективностью
Science: Новая мембрана отделяет воду от нефти с 99,9% эффективностью

Китайские ученые разработали новый, очень эффе...

LinUni: Опасные оранжевые почвы угрожают экосистеме больше, чем когда-либо
LinUni: Опасные оранжевые почвы угрожают экосистеме больше, чем когда-либо

Кислые сульфатные почвы имеют оранжевый оттено...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

SciRep: Окисление в ледниковых реках и озерах поможет смягчить выбросы метана
SciRep: Окисление в ледниковых реках и озерах поможет смягчить выбросы метана
Нижегородские ученые разработали искусственную кожу для заживления ран
Нижегородские ученые разработали искусственную кожу для заживления ран
Nature: Ученые подсмотрели, как дерущиеся мухи фокусируются на противнике
Nature: Ученые подсмотрели, как дерущиеся мухи фокусируются на противнике
Astronomy and Astrophysics: Мощный джет M87 вызвал редкую гамма-вспышку
Astronomy and Astrophysics: Мощный джет M87 вызвал редкую гамма-вспышку
Впервые предзлокачественные поражения поджелудочной железы нашли с помощью МРТ
Впервые предзлокачественные поражения поджелудочной железы нашли с помощью МРТ
Arkeonews: Новое исследование помогает лучше понять значение польского ронделя
Arkeonews: Новое исследование помогает лучше понять значение польского ронделя
PNAS: Следует пересмотреть информацию в учебниках про генетический код жизни
PNAS: Следует пересмотреть информацию в учебниках про генетический код жизни
Исследование: Животные не умеют ревновать так же, как люди
Исследование: Животные не умеют ревновать так же, как люди
Ученые добились более быстрой и безопасной реконструкции головы и шеи
Ученые добились более быстрой и безопасной реконструкции головы и шеи
Scientific Reports: Технологии сверхточных лазерных измерений станут компактными
Scientific Reports: Технологии сверхточных лазерных измерений станут компактными
Святой Грааль биологии: как ИИ поможет создать виртуальную клетку
Святой Грааль биологии: как ИИ поможет создать виртуальную клетку
В ЮУрГУ и МГУ создают сверхчувствительный сенсор на квантовых принципах
В ЮУрГУ и МГУ создают сверхчувствительный сенсор на квантовых принципах
CM: Исследование пероксидов титана — новый шаг в борьбе с изменением климата
CM: Исследование пероксидов титана — новый шаг в борьбе с изменением климата
WMB: Морской мусор начинают интегрировать в городскую переработку
WMB: Морской мусор начинают интегрировать в городскую переработку
В Крыму из 6000 черенков нового сорта маслин укоренилась треть
В Крыму из 6000 черенков нового сорта маслин укоренилась треть

Новости компаний, релизы

СПбГУВМ анонсировал лабораторию для развития племенного животноводства
Наука во льдах и за партой: молодые ученые Поморья проводят для школьников и студентов необычные лекции
70% составляет готовность 18 корпусов общежитий нижегородского ИТ-кампуса
В МИФИ разработали критерии для рейтингования вузов в сфере устойчивого развития
Сервис «Лабинфо» представили в инициативе десятилетия науки и технологий