Seperti daun - cara baru untuk menangkap karbon dari udara

Seperti daun – cara baru untuk menangkap karbon dari udara


Newswise – Daun membuatnya terlihat mudah, tetapi menangkap dan menggunakan karbon dioksida (CO2) dari udara adalah proses yang menantang untuk ditiru oleh para ilmuwan.

Untuk menangkap CO secara artifisial2, ahli kimia telah mengembangkan cara untuk “menggosok” dari udara menggunakan bahan kimia yang bereaksi sangat baik dengannya. Tetapi bahkan setelah ditangkap, seringkali sulit untuk dilepaskan dan digunakan untuk fotosintesis buatan.

Laboratorium Nasional Argonne Departemen Energi AS (DOE) dan SLAC National Accelerator Laboratory akan menerima $ 4,5 juta selama tiga tahun dari DOE untuk penelitian yang bertujuan menangkap karbon dioksida langsung dari udara dan mengubahnya menjadi produk yang berguna melalui fotosintesis buatan.

“Kami sangat senang mendapatkan kesempatan untuk melakukan sains baru dan mengerjakan tantangan ini. Akan sangat memuaskan untuk membuka cara baru yang ramah lingkungan untuk menghasilkan energi. Kemajuan besar di bidang ini akan menjadi sorotan dalam karier saya. ” – Ksenija Glusac, ahli kimia Argonne, kelompok Konversi Energi Matahari, divisi Ilmu Kimia dan Teknik

BERSAMA2 penangkapan melibatkan menjebak gas, mengangkutnya ke lokasi penyimpanan dan mengisolasinya. Bersama-sama, Argonne dan SLAC akan fokus pada pengembangan metode fotokimia yang memungkinkan CO2 menangkap langsung dari udara dan menggabungkan tangkapan ini dengan konversi fotokimia menjadi bahan bakar dan bahan kimia yang memiliki nilai tambah.

Tujuan mereka adalah untuk memperbaiki lingkungan dan memperluas sumber energi melalui konversi CO2 untuk bahan bakar dan bahan kimia dengan nilai tambah lainnya seperti metanol dan turunan asam akrilik – keduanya digunakan oleh industri kimia untuk membuat polimer, termasuk resin, plastik, dan lem. Metanol juga dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik.

Ksenija Glusac, seorang ahli kimia dari grup Konversi Energi Matahari di divisi Ilmu dan Teknik Kimia di Argonne, akan memimpin upaya Argonne sebagai penyelidik utama grup tersebut.

Glusac telah bekerja di bidang fotosintesis buatan sejak tahun 2000, tetapi menggabungkan CO2 Pengambilan gambar dengan fotosintesis adalah arah baru baginya dan timnya.

“Kami sangat senang mendapatkan kesempatan untuk melakukan sains baru dan mengerjakan tantangan ini,” kata Glusac, yang juga seorang profesor kimia di University of Illinois di Chicago. “Akan sangat memuaskan untuk membuka cara baru yang ramah lingkungan untuk menghasilkan energi.”

Tim Glusac telah memberikan kontribusi yang signifikan dalam bidang fotosintesis buatan. Setelah bertahun-tahun mempelajari interaksi antara materi dan radiasi elektromagnetik, mereka memperluas pemahaman para ilmuwan tentang apa yang terjadi pada materi sehubungan dengan penyerapan cahaya – dan konversi cahaya itu menjadi energi.

“Proyek saat ini dibangun berdasarkan pengalaman kami yang luas dan membuka peluang untuk menggabungkan CO2 menangkap dengan fotosintesis, ”kata Glusac.

Glusac dan timnya berencana untuk menggunakan Advanced Photon Source (APS) Argonne, Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) SLAC dan Sumber Cahaya Koheren Linac (LCLS) SLAC – semuanya adalah DOE Office of Science User Facilities – untuk mengumpulkan penyerapan dan hamburan sinar-X pengukuran untuk lebih memahami CO2 mekanisme pengambilan dan konversi foto.

Cincin penyimpanan energi tinggi APS menghasilkan sinar X-ray ultrabright dan keras untuk penelitian di hampir semua disiplin ilmu sementara SSRL memberikan radiasi elektromagnetik di bidang sinar-X, ultraviolet, tampak, dan inframerah yang dihasilkan oleh elektron yang bersirkulasi dalam cincin penyimpanan. LCLS mengambil snapshot atom dan molekul sinar-X di tempat kerja, memberikan detail resolusi atom pada skala waktu sangat cepat untuk mengungkap proses fundamental dalam material, teknologi, dan makhluk hidup.

Glusac dan timnya akan melakukan pengukuran ini dari sampel struktur supramolekul yang disebut MOF (kerangka logam-organik) yang dapat menyerap dan memanen cahaya matahari dan node yang menampung dua jenis katalis: katalis reduksi yang dapat menangkap CO2 dari udara dan menguranginya menjadi bahan kimia bernilai tambah dan katalis oksidasi yang dapat mengubah air menjadi oksigen.

“Pendekatan kami bertujuan untuk menggabungkan CO2 menangkap dan fotosintesis buatan menjadi satu proses, yang disebut penangkapan fotoreaktif, ”kata Glusac. “Kami akan mengeksplorasi fotoreaktor molekuler yang dapat menghilangkan CO2 dan menggunakan sinar matahari untuk mengubahnya menjadi bahan kimia yang berguna. Kami memiliki harapan besar untuk upaya ini. ”

Pusat Sumber Daya Komputasi Laboratorium Argonne akan digunakan untuk melakukan investigasi komputasi CO2 mekanisme penangkapan dan konversi.

Selain Glusac, tim Argonne termasuk Lin Chen, David Kaphan, Karen Mulfort, Alex Martinson, David Tiede dan Peter Zapol. Amy Cordones-Hahn dari SLAC melengkapi grup.

Proyek dipilih oleh tinjauan sejawat kompetitif dan didukung oleh Kantor Sains DOE.

Tentang Sumber Foton Tingkat Lanjut
Advanced Photon Source (APS) Departemen Energi AS di Laboratorium Nasional Argonne adalah salah satu fasilitas sumber cahaya sinar-X paling produktif di dunia. APS memberikan sinar X-ray kecerahan tinggi kepada komunitas peneliti yang beragam dalam ilmu material, kimia, fisika benda terkondensasi, ilmu kehidupan dan lingkungan, dan penelitian terapan. Sinar-X ini cocok untuk eksplorasi material dan struktur biologis; distribusi unsur; kimia, magnet, keadaan elektronik; dan berbagai macam sistem rekayasa yang penting secara teknologi mulai dari baterai hingga semprotan injektor bahan bakar, yang semuanya merupakan dasar dari kesejahteraan ekonomi, teknologi, dan fisik bangsa kita. Setiap tahun, lebih dari 5.000 peneliti menggunakan APS untuk menghasilkan lebih dari 2.000 publikasi yang merinci penemuan yang berdampak, dan memecahkan struktur protein biologis yang lebih penting daripada pengguna fasilitas penelitian sumber cahaya sinar-X lainnya. Ilmuwan dan insinyur APS berinovasi teknologi yang menjadi jantung dari kemajuan akselerator dan operasi sumber cahaya. Ini termasuk perangkat penyisipan yang menghasilkan sinar-X kecerahan ekstrem yang dihargai oleh para peneliti, lensa yang memfokuskan sinar-X ke beberapa nanometer, instrumentasi yang memaksimalkan cara sinar-X berinteraksi dengan sampel yang sedang dipelajari, dan perangkat lunak yang mengumpulkan dan mengelola sejumlah besar data yang dihasilkan dari penelitian penemuan di APS.

Penelitian ini menggunakan sumber daya Advanced Photon Source, US DOE Office of Science User Facility yang dioperasikan untuk DOE Office of Science oleh Argonne National Laboratory di bawah Kontrak No. DE-AC02-06CH11357.

Laboratorium Nasional Argonne mencari solusi untuk menekan masalah nasional dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Laboratorium nasional pertama di negara itu, Argonne, melakukan penelitian ilmiah dasar dan terapan terdepan di hampir setiap disiplin ilmu. Peneliti Argonne bekerja erat dengan para peneliti dari ratusan perusahaan, universitas, dan federal, lembaga negara bagian dan kota untuk membantu mereka memecahkan masalah spesifik mereka, memajukan kepemimpinan ilmiah Amerika dan mempersiapkan bangsa untuk masa depan yang lebih baik. Dengan karyawan dari lebih dari 60 negara, Argonne dikelola oleh UChicago Argonne, LLC untuk Kantor Ilmu Pengetahuan Departemen Energi AS.

Kantor Ilmu Pengetahuan Departemen Energi AS adalah pendukung terbesar penelitian dasar dalam ilmu fisika di Amerika Serikat dan sedang berupaya untuk mengatasi beberapa tantangan paling mendesak di zaman kita. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi https://energy.gov/science.


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author