Gli scienziati della Cornell University hanno rielaborato l’equazione di Cottrell vecchia di 120 anni per comprendere le reazioni che l’anidride carbonica subisce quando viene sottoposta all’elettrochimica, con l’obiettivo di convertire il gas in prodotti utili. I ricercatori ritengono che l’equazione classica possa aiutare gli elettrochimici a controllare le reazioni per creare prodotti desiderabili come etilene, etano o etanolo, trasformando efficacemente un problema ambientale in una risorsa rinnovabile.
Gli scienziati della Cornell University hanno rivisitato un’equazione elettrochimica secolare, l’equazione di Cottrell, per aiutare a convertire l’anidride carbonica atmosferica in un prodotto funzionale e nella gestione dei gas serra.
Questa equazione, che prende il nome dal chimico Frederick Gardner Cottrell che la ideò nel 1903, è oggi uno strumento prezioso per i ricercatori moderni. Applicando l’elettrochimica in un ambiente di laboratorio controllato, gli scienziati possono ottenere una comprensione più chiara delle diverse interazioni che l’anidride carbonica può subire.
La riduzione elettrochimica dell’anidride carbonica offre l’opportunità di convertire il gas da una responsabilità ambientale in una materia prima per prodotti chimici o come mezzo per immagazzinare elettricità rinnovabile sotto forma di legami chimici, come fa la natura.
Il loro lavoro è stato pubblicato sulla rivista catalizzatore ACS.
ha affermato l’autore principale Rileigh Casebolt DiDomenico, uno studente di dottorato in ingegneria chimica presso la Cornell University sotto la supervisione del professor Tobias Hanrath.
“Se abbiamo un migliore controllo sulla reazione, allora possiamo fare quello che vogliamo, quando vogliamo farlo”, ha detto DiDomenico. “L’equazione di Cottrell è lo strumento che ci aiuta ad arrivarci.”
L’equazione consente al ricercatore di definire e controllare i parametri sperimentali per prendere l’anidride carbonica e convertirla in utili prodotti di carbonio come etilene, etano o etanolo.
Molti ricercatori oggi utilizzano metodi computazionali avanzati per fornire un quadro atomico dettagliato dei processi sulla superficie del catalizzatore, ma questi metodi spesso implicano diversi presupposti sottili, che complicano il confronto diretto con gli esperimenti, ha affermato l’autore senior Tobias Hanrath.
“La bellezza di questa antica equazione è che ci sono pochissime ipotesi”, ha detto Hanrath. “Se inserisci dati empirici, ottieni un migliore senso della verità. È un vecchio classico. Questa è la parte che pensavo fosse bella.”
“Poiché è più vecchio”, ha detto DiDomenico, “l’equazione di Cottrell era una tecnica dimenticata. È l’elettrochimica classica. Solo riportarla in primo piano nelle menti delle persone è stato grandioso. E penso che questa equazione aiuterà altri elettrochimici a studiare i propri sistemi. “
Riferimento: “Approfondimenti meccanicistici sulla formazione di anidride carbonica e prodotti di anidride carbonica nella riduzione elettrochimica dell’anidride carbonica – il ruolo del trasferimento di carica a catena e delle reazioni chimiche” di Reilly Caspolte de Domenico, Kelsey Levine, Lila Remanis, Hector de Abroena e Tobias Hanrath, 27 marzo 2023 e catalizzatore ACS.
DOI: 10.1021/acscatal.2c06043
Lo studio è stato finanziato dalla National Science Foundation, dal Cornell Energy Systems Institute-Corning Graduate Fellowship e dalla Cornell Engineering Learning Initiative.
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