សារធាតុរ៉ែក្នុងដីដែលចែកចាយយ៉ាងទូលំទូលាយ គឺ α-iron-(III) oxyhydroxide ត្រូវបានគេរកឃើញថាជាកាតាលីករដែលអាចកែច្នៃឡើងវិញបានសម្រាប់ការកាត់បន្ថយកាបូនឌីអុកស៊ីតទៅជាអាស៊ីតហ្វមិក។ រូបភាព៖ សាស្ត្រាចារ្យ Kazuhiko Maeda
ការកាត់បន្ថយឧស្ម័ន CO2 ដោយពន្លឺទៅជាឥន្ធនៈដែលអាចដឹកជញ្ជូនបានដូចជាអាស៊ីតហ្វមិក (HCOOH) គឺជាមធ្យោបាយដ៏ល្អមួយដើម្បីប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងកម្រិត CO2 កើនឡើងនៅក្នុងបរិយាកាស។ ដើម្បីជួយក្នុងភារកិច្ចនេះ ក្រុមស្រាវជ្រាវមួយនៅវិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យាតូក្យូបានជ្រើសរើសសារធាតុរ៉ែដែលមានមូលដ្ឋានលើជាតិដែកដែលអាចរកបានយ៉ាងងាយស្រួល ហើយបានផ្ទុកវាទៅលើការគាំទ្រអាលុយមីញ៉ូម ដើម្បីបង្កើតកាតាលីករដែលអាចបំប្លែង CO2 ទៅជា HCOOH បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ប្រហែល 90% នៃការជ្រើសរើស!
យានយន្តអគ្គិសនីគឺជាជម្រើសដ៏ទាក់ទាញសម្រាប់មនុស្សជាច្រើន ហើយហេតុផលសំខាន់មួយគឺថា ពួកវាមិនមានការបំភាយឧស្ម័នកាបូនទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ចំណុចអវិជ្ជមានដ៏ធំមួយសម្រាប់មនុស្សជាច្រើនគឺកង្វះចម្ងាយបើកបរ និងពេលវេលាសាកថ្មយូរ។ នេះជាកន្លែងដែលឥន្ធនៈរាវដូចជាសាំងមានគុណសម្បត្តិធំ។ ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់របស់វាមានន័យថាចម្ងាយបើកបរឆ្ងាយ និងការចាក់សាំងបានលឿន។
ការប្តូរពីសាំង ឬម៉ាស៊ូតទៅជាឥន្ធនៈរាវផ្សេងអាចលុបបំបាត់ការបំភាយឧស្ម័នកាបូន ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវគុណសម្បត្តិនៃឥន្ធនៈរាវ។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងកោសិកាឥន្ធនៈ អាស៊ីតហ្វមិកអាចផ្តល់ថាមពលដល់ម៉ាស៊ីន ខណៈពេលដែលបញ្ចេញទឹក និងកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើអាស៊ីតហ្វមិកត្រូវបានផលិតដោយការកាត់បន្ថយ CO2 ក្នុងបរិយាកាសទៅជា HCOOH នោះទិន្នផលសុទ្ធតែមួយគត់គឺទឹក។
កម្រិតកាបូនឌីអុកស៊ីតកើនឡើងនៅក្នុងបរិយាកាសរបស់យើង និងការរួមចំណែករបស់វាចំពោះការឡើងកំដៅផែនដីឥឡូវនេះគឺជាព័ត៌មានទូទៅ។ នៅពេលដែលអ្នកស្រាវជ្រាវបានពិសោធន៍ជាមួយវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗគ្នាចំពោះបញ្ហានេះ ដំណោះស្រាយដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយបានលេចចេញមក - ការប្រែក្លាយកាបូនឌីអុកស៊ីតលើសនៅក្នុងបរិយាកាសទៅជាសារធាតុគីមីដែលសម្បូរថាមពល។
ការផលិតឥន្ធនៈដូចជាអាស៊ីតហ្វមិក (HCOOH) ដោយការកាត់បន្ថយពន្លឺនៃ CO2 នៅក្នុងពន្លឺព្រះអាទិត្យបានទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងនាពេលថ្មីៗនេះ ពីព្រោះដំណើរការនេះមានអត្ថប្រយោជន៍ទ្វេដង៖ វាកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន CO2 លើស និងជួយកាត់បន្ថយការខ្វះខាតថាមពលដែលយើងកំពុងប្រឈមមុខនាពេលបច្ចុប្បន្ន។ ក្នុងនាមជាអ្នកដឹកជញ្ជូនដ៏ល្អសម្រាប់អ៊ីដ្រូសែនដែលមានដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ HCOOH អាចផ្តល់ថាមពលតាមរយៈការចំហេះ ខណៈពេលដែលបញ្ចេញតែទឹកជាផលិតផលរង។
ដើម្បីធ្វើឱ្យដំណោះស្រាយដ៏ចំណេញនេះក្លាយជាការពិត អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតប្រព័ន្ធ photocatalytic ដែលកាត់បន្ថយកាបូនឌីអុកស៊ីតដោយមានជំនួយពីពន្លឺព្រះអាទិត្យ។ ប្រព័ន្ធនេះមានស្រទាប់ខាងក្រោមស្រូបយកពន្លឺ (ឧ. ឧបករណ៍ធ្វើឱ្យរសើបពន្លឺ) និងកាតាលីករដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការផ្ទេរអេឡិចត្រុងច្រើនដែលត្រូវការសម្រាប់ការកាត់បន្ថយ CO2 ទៅជា HCOOH។ ហើយដូច្នេះបានចាប់ផ្តើមស្វែងរកកាតាលីករដែលសមស្រប និងមានប្រសិទ្ធភាព!
ការកាត់បន្ថយកាបូនឌីអុកស៊ីតដោយប្រើប្រាស់រូបភាពព័ត៌មានសមាសធាតុដែលប្រើជាទូទៅ។ ឥណទាន៖ សាស្ត្រាចារ្យ Kazuhiko Maeda
ដោយសារតែប្រសិទ្ធភាព និងសក្តានុពលនៃការកែច្នៃឡើងវិញរបស់វា កាតាលីកររឹងត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបេក្ខជនដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ភារកិច្ចនេះ ហើយក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំមកនេះ សមត្ថភាពកាតាលីករនៃក្របខ័ណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គដែលមានមូលដ្ឋានលើកូបាល់ ម៉ង់ហ្គាណែស នីកែល និងជាតិដែកជាច្រើនត្រូវបានរុករក ដែលក្នុងនោះ កាតាលីករចុងក្រោយនេះមានគុណសម្បត្តិមួយចំនួនលើលោហៈដទៃទៀត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើជាតិដែកភាគច្រើនដែលបានរាយការណ៍រហូតមកដល់ពេលនេះផលិតតែកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតជាផលិតផលសំខាន់ មិនមែន HCOOH ទេ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បញ្ហានេះត្រូវបានដោះស្រាយយ៉ាងឆាប់រហ័សដោយក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវនៅវិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យាតូក្យូ (Tokyo Tech) ដឹកនាំដោយសាស្ត្រាចារ្យ Kazuhiko Maeda។ នៅក្នុងការសិក្សាថ្មីៗនេះដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិគីមី Angewandte Chemie ក្រុមនេះបានបង្ហាញកាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើជាតិដែកដែលគាំទ្រដោយអាលុយមីញ៉ូម (Al2O3) ដោយប្រើ α-iron(III) oxyhydroxide (α-FeO​​​OH; geothite)។ កាតាលីករ α-FeO​​​​OH/Al2O3 ថ្មីបង្ហាញពីដំណើរការបំលែង CO2 ទៅជា HCOOH ដ៏ល្អឥតខ្ចោះ និងសមត្ថភាពកែច្នៃឡើងវិញដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ នៅពេលសួរអំពីជម្រើសកាតាលីកររបស់ពួកគេ សាស្ត្រាចារ្យ Maeda បាននិយាយថា “យើងចង់ស្វែងយល់ពីធាតុដែលមានច្រើនក្រៃលែងជាកាតាលីករនៅក្នុងប្រព័ន្ធកាត់បន្ថយពន្លឺ CO2។ យើងត្រូវការកាតាលីកររឹងដែលសកម្ម អាចកែច្នៃឡើងវិញបាន មិនមានជាតិពុល និងមានតម្លៃថោក។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលយើងបានជ្រើសរើសសារធាតុរ៉ែដីដែលចែកចាយយ៉ាងទូលំទូលាយដូចជា goethite សម្រាប់ការពិសោធន៍របស់យើង”។
ក្រុមការងារបានប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រត្រាំសាមញ្ញមួយដើម្បីសំយោគកាតាលីកររបស់ពួកគេ។ បន្ទាប់មកពួកគេបានប្រើសម្ភារៈ Al2O3 ដែលមានជាតិដែកទ្រទ្រង់ ដើម្បីកាត់បន្ថយ CO2 ដោយវិធី photocatalytic នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ នៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុរសើបពន្លឺដែលមានមូលដ្ឋានលើ ruthenium (Ru) អ្នកបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង និងពន្លឺដែលអាចមើលឃើញជាមួយនឹងរលកពន្លឺលើសពី 400 ណាណូម៉ែត្រ។
លទ្ធផលគឺគួរឱ្យលើកទឹកចិត្តណាស់។ ការជ្រើសរើសប្រព័ន្ធរបស់ពួកគេសម្រាប់ផលិតផលសំខាន់ HCOOH គឺ 80–90% ជាមួយនឹងទិន្នផលបរិមាណ 4.3% (បង្ហាញពីប្រសិទ្ធភាពនៃប្រព័ន្ធ)។
ការសិក្សានេះបង្ហាញពីកាតាលីកររឹងដែលមានមូលដ្ឋានលើជាតិដែកដំបូងគេបង្អស់ ដែលអាចបង្កើត HCOOH នៅពេលភ្ជាប់ជាមួយនឹងសារធាតុបង្កើនពន្លឺដែលមានប្រសិទ្ធភាព។ វាក៏ពិភាក្សាអំពីសារៈសំខាន់នៃសម្ភារៈទ្រទ្រង់ត្រឹមត្រូវ (Al2O3) និងឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើប្រតិកម្មកាត់បន្ថយពន្លឺ។
ការយល់ដឹងពីការស្រាវជ្រាវនេះអាចជួយអភិវឌ្ឍកាតាលីករថ្មីដែលគ្មានលោហៈដ៏ថ្លៃថ្នូសម្រាប់ការកាត់បន្ថយកាបូនឌីអុកស៊ីតទៅជាសារធាតុគីមីមានប្រយោជន៍ផ្សេងទៀត។ “ការស្រាវជ្រាវរបស់យើងបង្ហាញថាផ្លូវឆ្ពោះទៅរកសេដ្ឋកិច្ចថាមពលបៃតងមិនស្មុគស្មាញទេ។ សូម្បីតែវិធីសាស្រ្តរៀបចំកាតាលីករសាមញ្ញក៏អាចផ្តល់លទ្ធផលដ៏អស្ចារ្យផងដែរ ហើយវាត្រូវបានគេដឹងយ៉ាងច្បាស់ថាសមាសធាតុដែលមានច្រើននៅលើផែនដី ប្រសិនបើត្រូវបានគាំទ្រដោយសមាសធាតុដូចជាអាលុយមីញ៉ូម អាចត្រូវបានប្រើជាមួយជាកាតាលីករជ្រើសរើសសម្រាប់ការកាត់បន្ថយ CO2” សាស្ត្រាចារ្យ Maeda សន្និដ្ឋាន។
ឯកសារយោង៖ "Alumina-Supported Alpha-Iron (III) Oxyhydroxide as a Recyclable Solid Catalyst for CO2 Photoreduction under Visible Light" ដោយ Daehyeon An, Dr. Shunta Nishioka, Dr. Shuhei Yasuda, Dr. Tomoki Kanazawa, Dr. Yoshinobu Kamakura, Yokosu Prof.., Prof.. Kazuhiko Maeda, 12 ឧសភា 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
«នោះហើយជាកន្លែងដែលឥន្ធនៈរាវដូចជាសាំងមានអត្ថប្រយោជន៍ធំ។ ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់របស់វាមានន័យថាចម្ងាយឆ្ងាយ និងការចាក់ប្រេងឡើងវិញបានលឿន»។
ចុះ​លេខ​ខ្លះ​វិញ? តើ​ដង់ស៊ីតេ​ថាមពល​នៃ​អាស៊ីត​ហ្វមិក​ប្រៀបធៀប​ទៅ​នឹង​សាំង​យ៉ាង​ដូចម្តេច? ដោយ​មាន​អាតូម​កាបូន​តែ​មួយ​គត់​នៅ​ក្នុង​រូបមន្ត​គីមី ខ្ញុំ​សង្ស័យ​ថា​វា​នឹង​អាច​ជិត​ដល់​សាំង​បាន​ដែរ។
បន្ថែមពីលើនេះ ក្លិននេះមានជាតិពុលខ្លាំង ហើយក្នុងនាមជាអាស៊ីត វាกัดกร่อนជាងសាំងទៅទៀត។ ទាំងនេះមិនមែនជាបញ្ហាវិស្វកម្មដែលមិនអាចដោះស្រាយបាននោះទេ ប៉ុន្តែលុះត្រាតែអាស៊ីតហ្វមិកផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការបង្កើនចម្ងាយបើកបរ និងកាត់បន្ថយពេលវេលាចាក់សាំងឡើងវិញលើអាគុយ វាប្រហែលជាមិនសមនឹងការខិតខំប្រឹងប្រែងនោះទេ។
ប្រសិនបើពួកគេមានគម្រោងទាញយករ៉ែហ្គោអេទីតចេញពីដី វានឹងក្លាយជាប្រតិបត្តិការជីកយករ៉ែដែលប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើន និងអាចបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់បរិស្ថាន។
ពួកគេអាចនិយាយអំពី goethite ច្រើននៅក្នុងដី ព្រោះខ្ញុំសង្ស័យថាវានឹងត្រូវការថាមពលបន្ថែមទៀតដើម្បីទទួលបានវត្ថុធាតុដើមចាំបាច់ និងធ្វើប្រតិកម្មវាដើម្បីសំយោគ goethite។
វាចាំបាច់ក្នុងការពិនិត្យមើលវដ្តជីវិតទាំងមូលនៃដំណើរការ ហើយគណនាថ្លៃថាមពលនៃអ្វីៗគ្រប់យ៉ាង។ NASA មិនបានរកឃើញអ្វីដែលហៅថាការបាញ់បង្ហោះដោយសេរីនោះទេ។ អ្នកផ្សេងទៀតត្រូវចងចាំរឿងនេះ។
SciTechDaily៖ ជាទីកន្លែងនៃព័ត៌មានបច្ចេកវិទ្យាល្អបំផុតចាប់តាំងពីឆ្នាំ 1998។ តាមដានព័ត៌មានបច្ចេកវិទ្យាថ្មីៗបំផុតតាមរយៈអ៊ីមែល ឬប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយសង្គម។
គ្រាន់តែគិតអំពីរសជាតិផ្សែង និងរសជាតិដ៏ឈ្ងុយឆ្ងាញ់របស់សាច់អាំង BBQ គឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីធ្វើឱ្យមនុស្សភាគច្រើនស្រក់ទឹកមាត់។ រដូវក្តៅបានមកដល់ហើយ ហើយសម្រាប់មនុស្សជាច្រើន…