Naidheachdan – Tha iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson connadh stèidhichte air carbon gus an eaconamaidh a bhrosnachadh a’ sìor fhàs agus tha sin a’ sìor fhàs nas motha na tha de charbon dà-ogsaid (CO2) san adhar. Ged a tha oidhirpean gan dèanamh gus sgaoilidhean CO2 a lughdachadh, chan eil seo a’ lughdachadh droch bhuaidhean a’ ghasa a tha san àile mu thràth. Mar sin, tha luchd-rannsachaidh air dòighean cruthachail a chruthachadh airson CO2 san àile a chleachdadh le bhith ga thionndadh gu stuthan luachmhor leithid searbhag formach (HCOOH) agus methanol. Tha lughdachadh-foto CO2 le bhith a’ cleachdadh chatalaichean-foto a’ cleachdadh solas faicsinneach mar chatalaiche na dhòigh mòr-chòrdte airson atharrachaidhean mar sin.
Anns an adhartas as ùire, a chaidh fhoillseachadh ann an deasachadh eadar-nàiseanta Angewandte Chemie air 8 Cèitean 2023, tha an t-Ollamh Kazuhiko Maeda agus an sgioba rannsachaidh aige aig Institiud Teicneòlais Tokyo air adhartas mòr a dhèanamh. Tha iad air frèam meatailt-organach staoin (Sn) (MOF) a leasachadh gu soirbheachail a bhrosnaicheas lughdachadh-solais roghnach CO2. Chaidh KGF-10 ainmeachadh air an MOF a chaidh a thoirt a-steach o chionn ghoirid agus is e [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: searbhag trithiocyanuric, MeOH: methanol) am foirmle cheimigeach aige. A’ cleachdadh solas faicsinneach, bidh KGF-10 ag atharrachadh CO2 gu searbhag formach (HCOOH) gu h-èifeachdach. Mhìnich an t-Ollamh Maeda, “Gu ruige seo, chaidh mòran de chatalaichean-solais èifeachdach airson lughdachadh CO2 stèidhichte air meatailtean tearc agus uasal a leasachadh. Ach, tha e fhathast na dhùbhlan gnìomhan a tha a’ gabhail a-steach solas agus gnìomhan catalaíoch a thoirt a-steach do aon aonad moileciuil air a dhèanamh suas de àireamh mhòr de mheatailtean.” Mar sin, sheall Sn gur e tagraiche air leth a bh’ ann airson faighinn thairis air an dà bhacadh seo.”
Tha MOFn, a tha a’ cothlamadh buannachdan mheatailtean agus stuthan organach, gan sgrùdadh mar roghainn eile nas uaine an àite foto-chatalaidh traidiseanta stèidhichte air meatailtean talmhainn tearc. Dh’ fhaodadh Sn, a tha aithnichte airson a dhreuchd dhùbailte mar chatalaidh agus glacadair solais ann am pròiseasan foto-chatalaidh, a bhith na roghainn obrachail airson foto-chatalaidh stèidhichte air MOF. Ged a chaidh MOFn air an dèanamh suas de shirconium, iarann, agus luaidhe a sgrùdadh gu farsaing, tha tuigse air MOFn stèidhichte air Sn fhathast cuingealaichte. Tha feum air tuilleadh sgrùdaidhean agus sgrùdaidhean gus làn sgrùdadh a dhèanamh air na cothroman agus na tagraidhean a dh’ fhaodadh a bhith aig MOFn stèidhichte air Sn ann an raon foto-chatalaidh.
Gus MOF KGF-10 stèidhichte air staoin a cho-chur, chleachd an luchd-rannsachaidh H3ttc (aigéad trithiocyanuric), MeOH (methanol), agus clòraid staoin mar phàirtean tòiseachaidh. Thagh iad 1,3-dimethyl-2-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[d]imidazole mar thabhartaiche electron agus stòr haidridean. Às dèidh co-chur, chaidh an KGF-10 a fhuaireadh a chur fo smachd diofar dhòighean anailis. Sheall na deuchainnean seo gu bheil comas meadhanach adsorption CO2 aig an stuth le beàrn còmhlan de 2.5 eV agus gabhail èifeachdach anns an raon tonn-fhaid faicsinneach.
Le eòlas aca air feartan fiosaigeach is ceimigeach an stuth ùir, chleachd na luchd-saidheans e gus lughdachadh carbon dà-ogsaid le solas faicsinneach a chatalachadh. Gu sònraichte, fhuair an luchd-rannsachaidh a-mach gu bheil KGF-10 a’ coileanadh tionndadh CO2 gu formate (HCOO-) le suas ri 99% de thaghadh às aonais foto-mhothachaidh no catalyst cobhair sam bith. A bharrachd air an sin, sheall KGF-10 toradh cuantamach follaiseach àrd nach fhacas a leithid roimhe – tomhas air èifeachdas cleachdadh fotonan – a’ ruighinn luach de 9.8% aig 400 nm. Gu sònraichte, sheall mion-sgrùdadh structarail a chaidh a dhèanamh rè an ath-bhualadh foto-chatalaíseach gu bheil KGF-10 a’ faighinn atharrachadh structarail gus cuideachadh leis a’ phròiseas lughdachadh.
Tha an rannsachadh ùr-ghnàthach seo a’ taisbeanadh KGF-10, foto-chatalaiche àrd-choileanaidh stèidhichte air staoin, gun fheum air meatailtean uasal mar chatalaiche aon-shligheach airson lughdachadh CO2 gu cruth le solas faicsinneach. Dh’ fhaodadh na feartan iongantach aig KGF-10 a chaidh a nochdadh san sgrùdadh seo ath-bhualadh a thoirt air a chleachdadh mar foto-chatalaiche ann an grunn thagraidhean, a’ gabhail a-steach lughdachadh CO2 grèine. Tha an t-Ollamh Maeda a’ tighinn chun a’ cho-dhùnaidh: “Tha na toraidhean againn a’ nochdadh gum faod MOFn a bhith nan àrd-ùrlar airson comasan foto-chatalaiche nas fheàrr a leasachadh tro bhith a’ cleachdadh meatailtean neo-phuinnseanta, cosg-èifeachdach agus pailt a lorgar air an Talamh, a tha gu tric nan co-thàthaidhean meatailt moileciuil. Do-ruigsinneach.” Tha an lorg seo a’ fosgladh chothroman ùra ann an raon foto-chatalaiche agus a’ rèiteachadh na slighe airson cleachdadh seasmhach agus èifeachdach de ghoireasan na Talmhainn.
Tha Newswise a’ toirt cothrom do luchd-naidheachd air naidheachdan ùra agus àrd-ùrlar do dh’oilthighean, ionadan agus luchd-naidheachd naidheachdan ùra a sgaoileadh don luchd-èisteachd aca.