Katalysatorer kan visa sig vara nyckeln till att omvandla koldioxid och kolmonoxid till förädlade produkter, men deras effektivitet beror på att de är selektiva i hur de fungerar.

Forskare vid University of Adelaide uppfinner bättre material för att göra nästa generations katalysatorer som kommer att hjälpa till att skapa alternativa bränslen som kan bidra till att minska vårt koldioxidavtryck.

Docent Yan Jiao är forskningschef vid University of Adelaides School of Chemical Engineering and Advanced Materials. Genom att undersöka hur katalysatorer beter sig, hennes team håller på att hitta hållbara sätt att producera alternativa kemikalier och bränslen från koldioxid och monooxid.

"Världens framtida energibehov kommer sannolikt att tillgodoses av en blandning av förnybara källor inklusive alternativa flytande bränslen som har fördelen att de kan levereras och utnyttjas med hjälp av befintlig teknik, sa professor Jiao.

Professor Jiaos team arbetar inom området beräkningselektrokemi och design av energimaterial genom beräkningsmetoder.

"Genererad förnybar el kan leda till både kortsiktiga och långsiktiga fördelar för vårt samhälle, men den nuvarande flaskhalsen är konvertering och lagring av förnybar el, " Hon sa.

"Som en alternativ väg för att minska vårt koldioxidavtryck forskar vi om bättre katalysatormaterial som kan producera och använda rena bränslen som inte förorenar vår planet.

"Vi har funnit att en begränsad reaktionsmiljö skapad av kopparatomer arrangerade i pyramidliknande strukturer på nanoskala kan selektivt omvandla koldioxid och kolmonoxid till etylenglykol."

Atomernas pyramidlayout är avgörande för att kopparn fungerar som en effektiv katalysator för att hjälpa omvandlingen.

Förutom att identifiera en ny reaktionsmekanism för att producera en värdefull diol med olika industriella tillämpningar, teamets arbete belyser potentialen i att utforma reaktionsmiljöer för att öka katalysatorselektiviteten och effektiviteten.

Professor Jiao och Ling Chen, som är en högre examen av forskarkandidat, intervjuades nyligen om sin forskning av Kemi världen .

"Elektrokatalytisk omvandling av koldioxid till kemikalier och bränslen är en lovande väg för att uppfylla det koldioxidneutrala målet som förespråkas av Parisavtalet om klimatförändringar, sa herr Chen.

"Dess framgångsrika implementering, dock, är beroende av utvecklingen av högselektiva och energieffektiva katalysatorer.

"Koldioxid kan omvandlas elektrokemiskt till enkla och flerkoliga produkter. Men att producera alkoholer är mer utmanande än att bilda kolväten, och selektivt producera högre värde diatomisk C ₂ kemikalier som etylenglykol förblir svårfångade."

"Som vi förstår det, en komplett väg för elektrosyntes av dioler som etylenglykol, från kolmonoxid och koldioxid har aldrig tidigare rapporterats varken experimentellt eller teoretiskt."

Teamets fynd har rapporterats i journalen Kemivetenskap .