А у нас на небе газ: ученые придумали, как утилизировать CO2 из атмосферы

Летом 2020 года научное сообщество потрясла новость о том, что содержание углекислого газа в атмосфере стало рекордным за последние 23 миллиона лет и получило статус серьезной экологической проблемы. Ученые ТПУ вместе с чешскими исследователями нашли метод ее решения. Он заключается в новом способе утилизации углекислого газа, который поможет получать циклические карбонаты — широко востребованные органические соединения. Они применяются в качестве электролитов литий-ионных батарей, «зеленых» растворителей и компонентов лекарств.

На протяжении 23 миллионов лет в атмосфере Земли происходило линейное снижение концентрации углекислого газа. Но примерно два столетия назад ситуация в корне изменилась — содержание CO2 начало стремительно расти, достигнув к настоящему моменту рекордного количества. Сложившаяся ситуация представляет угрозу не только климату и экологии, но и когнитивным способностям людей. Если концентрация газа в атмосфере продолжит увеличиваться, то уже через несколько десятилетий человечество заметит снижение способности принимать решение и мыслить аналитически.

Эту проблему можно решать не только посредством снижения выбросов в атмосферу. Например, альтернативой является использование для полезных химических превращений уже накопившегося в атмосфере углекислого газа.

Ученые ТПУ впервые в современной науке предложили метод, который позволяет получать карбонаты под действием света. Им удалось получить вещества при взаимодействии углекислого газа и исходных веществ — эпоксидов.

- Сначала нам нужно было «поймать» углекислый газ. Для этого мы использовали наночастицы золота с привитыми органическими молекулами азотистого основания. Они играли роль «ловушек» для молекул углекислого газа. Суспензию из таких наночастиц и «захваченного» углекислого газа мы и смешивали с эпоксидами, — объясняет доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Постников.

Эту смесь исследователи облучали инфракрасным светом. Под его действием рядом возбужденные квазичастицы выступали спусковым крючком. Они трансформировали энергию света в энергию, необходимую для химической реакции.

- Сам по себе вопрос о механизмах плазмонной химии, как именно плазмоны запускают химические процессы, как это работает, — горячая научная тема. Этому направлению исследований посвящен ряд наших предыдущих статей. Контрольные эксперименты позволили нам предположить, что возбуждение плазмона на частицах ведет к передаче энергии на захваченную молекулу CO2 без участия нагрева, — рассказывает научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Ольга Гусельникова.

По скорости процесс синтеза сопоставим с аналогичными методами. Он занимает около суток, обычно же показатели варьируются в районе 12-24 часов. При этом такой способ выгоднее экономически, поскольку не требует сложного специального оборудования, в отличие от других подобных реакций.

- Сейчас мы начали с маленьких объемов и получили несколько миллилитров циклических карбонатов. Однако в статье мы уже продемонстрировали, что метод может быть масштабирован как минимум в пять раз, и сами наночастицы могут быть использованы повторно без потери активности. В то же время каталитические показатели нашей плазмонной системы одни из самых высоких из известных для данной реакции. Но самое важное — это как раз демонстрация возможности, что реакцию можно проводить прямо с использованием воздуха без дополнительной очистки или концентрирования СО2 при нормальных условиях под действием света. А это всегда в конечном итоге делает синтез более простым и экологичным, — добавляет Павел Постников.

Исследование проводилось совместно с учеными из Университета химии и технологии Праги и Университета Яна Пуркине при поддержке Российского научного фонда. Его результаты опубликованы в журнале «Journal of Materials Chemistry A», рассказывающем о синтезе, свойствах и применении новых материалов, связанных с энергией и устойчивостью.

Новости Томской области - теперь в Вайбере. Только эксклюзив! Подписывайтесь!

URL: http://babr24.com/tmk/?IDE=211238

bytes: 4158 / 4001

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Пепел.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии" (Томск)

Недетские страсти: морские звезды съедают членов своей семьи

Детеныши морских звезд не такие милые, какими кажутся на первый взгляд. Ради выживания крошечные каннибалы питаются своими братьями и сестрами. Пока ученые пытались выяснить, как морские звезды противостоят хищным крабам, они натолкнулись на неожиданное поведение животных.

Есения Линней

Наука и технологииБратья меньшиеМир

1536

08.04.2021

Капля солнца нас спасёт: американские учёные предложили делать лекарства из янтаря

Янтарь – это окаменевшая ископаемая смола. Это уникальный материал, который очень любят и ценят палеонтологи. Организмы, попавшие в янтарь, сохраняются в идеальнейшем состоянии. Благодаря янтарю до наших дней «долетело» множество образцов и даже целых организмов.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

1461

08.04.2021

Женские роботы по сравнению с мужскими оказались более человечными

Последние исследования показали, что к роботам в женском обличии люди относятся несколько иначе, чем к мужским аналогам. Женский искусственный интеллект (ИИ) по общим оценкам более эмоциональный и ласковый. Официальные данные представлены в журнале Psychology&Marketing.

Есения Линней

Наука и технологииМир

1633

07.04.2021

Час обеда и тонны мусора: сколько выбрасывается упаковок от фастфуда

Рестораны быстрого питания прославлены не только вредной для здоровья пищей. Колоссальный объем отходов от фастфуда выбрасывается ежесекундно. Оценить масштабность экологического загрязнения решились специалисты французской потребительской организации Que Choisir .

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияМир

4596

06.04.2021

В здоровом теле – здоровый дух. Как улучшить память и продлить жизнь

Ученые посвятили немало лет, чтобы исследовать взаимосвязь между физической нагрузкой и активностью головного мозга. Правда ли, что тренировки влияют на память, и как ее улучшить?

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеМир

2188

05.04.2021

В Питере выпустили NFT-токены, которые оцифровывают картины робота-художника

Робот-художник сможет зарабатывать себе на краски и кисти. В петербургском университете ИТМО ученые выпустили NFT-токены на картины робота-художника по имени Gaka-Chu. NFT расшифровывается как Non-fungible token, то есть невзаимозаменяемый токен.

Анна Амгейзер

Наука и технологииКультураИнтернет и ИТМир Россия Иркутск

4737

31.03.2021

Американские учёные доказали, что молодёжь любит пожёстче

Шлепки, покусывания, царапины. Специалисты Индианского Университета в США уверяют, что современная молодёжь всё больше склоняется к более грубому сексу, нежели к романтическому. Результаты соответствующего исследования опубликованы в научном журнале Archives of Sexual Behavior .

Миша Ковальски

Наука и технологииЗдоровьеМир

2640

28.03.2021

Крылатые акулы так и не взлетели. В Мексике найдена необычная окаменелость

Смесь акулы и ската, такую находку обнаружили палеонтологи в Северной Америке на территории Мексики. Древняя находка больше похожа на героя фантастического фильма, и она сильно удивила учёных. Окаменелость была найдена ещё в 2012 году.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

2446

21.03.2021

Даешь стране угля… и опилок

Томские и екатеринбургские ученые придумали, как снизить выбросы токсичных веществ при сжигании отходов угольного производства. Секрет прост – в уголь просто надо добавить опилки.

Пепел

Наука и технологииЭкологияТомск Россия

10160

20.03.2021

Лесные пожары: чем опасен дым от огня

Во время горения лесов выделяется дым, состоящий из тысячи микроскопичных соединений. В их числе может быть: угарный газ, летучие вещества, углеводороды и оксиды азота. При этом основную массу составляет смесь твердых частиц размером 2,5 микрометра (PM 2.5).

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеМир

2570

19.03.2021

В ТПУ модернизируют инновационный комплекс

В Томском политехническом университете модернизируют комплекс, ищущий мельчайшие дефекты в двигателях современных самолетов. Установка использует рентгеновское излучение и не имеет известных аналогов в России.

Пепел

Наука и технологииТомск

1993

18.03.2021

Девушки сжигают жир быстрее, чем мужчины

Новые исследования британских ученых показали, что женщинам быстрее удается сжигать жир во время физических нагрузок. Знания о том, как тело сжигает жир, важны для правильной работы нашего метаболизма и снижения риска развития диабета второго типа. Фото с andrologmed.

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеМир

2561

17.03.2021

Лица Сибири

Насонов Александр

Бобков Игорь

Гущин Иван

Мазитов Вадим

Бондаренко Ирина

Рысев Денис

Селиверстов Леонид

Айдаров Александр

Батоев Биликто (Биликто-лама)

Мащицкий Виталий