Nová metoda analýzy chemických reakcí

22. listopadu 2018  ·  Ing. Michael Kolařík

Výzkum vědců z University of Liverpool může v budoucnu otevřít brány k čistým technologiím.

Oxid uhličitý patří k nejhojnějším odpadním produktům v dnešním průmyslu. Jedním ze způsobů, jak emise tohoto skleníkového plynu snížit, je jeho přeměna na oxid uhelnatý, který lze následně využít jako zdroj energie. K tomu, aby taková proměna proběhla, je nutná série elektrochemických reakcí, tedy chemických reakcí, jež probíhají při průchodu elektrického proudu směsí reagujících látek. Efektivitu takové série reakcí zajišťují elektrokatalyzátory, látky které se elektrochemické reakce účastní, ale nejsou v ní vytvářeny ani spotřebovávány.

V současnosti jsou známy různé elektrokatalyzátory, ale jejich znalost vychází výhradně z celkových výsledků elektrochemických procesu. Není známo, jakých konkrétních dílčích reakcí se tyto katalyzátory účastní, jaké meziprodukty při nich vznikají, a tedy ani které faktory, jako například teplota a tlak, mohou průběh pozitivně či negativně ovlivnit. Dosud nebyla známa metoda jak tyto informace získat, protože některé meziprodukty jsou ve vzorku přítomny jen po velmi krátkou dobu.

To se ale mění díky výsledkům týmu Cowan Group z University of Liverpool a jejich spolupracovníků z Beijing Computational Science Research Center a STFC Rutherford Appleton Laboratory. Jejich metoda, nazývaná vibrační frekvenčně generovaná spektroskopie, anglickou zkratkou též VSFG, založená na spektroskopickém pozorování pomocí laserů, umožňuje sledování těchto krátkodobých meziproduktů, což zmíněný tým demonstroval na svém pozorování reakcí látky Mn(bipyridyl)(CO)3Br, jež je jedním z nejběžnějších katalyzátorů pro přeměnu CO2 na CO.

Dr. Gaia Neri z Cowan Group výsledky popsala objev takto: „Ukázali jsme, že VSFG umožňuje sledovat i velmi krátce trvající typy chování v katalytickém cyklu. To je úžasné, neboť to přináší výzkumným pracovníkům nové možnosti porozumění principům fungování elektrokatalyzátorů, což je důležitý krok ke komercializaci procesu elektrochemické konverze CO2 v technologiích čistých paliv.“

Vyhlídky jsou tedy velmi pozitivní a můžeme očekávat, že údaje získané touto novou metodou budou využity při průmyslových aplikacích v oblasti čistých paliv. Od čistých paliv sice nelze očekávat eliminaci emisí CO2, ale mohou mít přínos z hlediska úspor, protože umožní využití energie z bezemisních zdrojů i v zařízeních, kde to jinak není možné. To by mohlo být v budoucnu využito i mnohými českými výzkumníky v oboru energetiky a dopravy.

Zdroj: https://www.rdmag.com/news/2018/10/laser-technique-may-open-door-more-efficient-clean-fuels