 |
(Hóa học ngày nay-H2N2)-Nhóm nghiên cứu do phó GS. Liviu M. Mirica, PhD của Đại học Washington tại St. Louis phụ trách đã tìm ra cách thức chuyển đổi khí CO2 thành các loại nhiên liệu như methanol hay hydrocarbon.
Cho đến nay, đảo ngược quá trình cháy vẫn chỉ nằm trên giấy tờ do quá trình chuyển đổi khí CO2 thành nhiên liệu đòi hỏi phải sử dụng nhiều năng lượng hơn so với quá trình đốt và từ đó còn sản sinh ra nhiều khí CO2 hơn. Tuy nhiên, phó GS. Mirica lại cho rằng xúc tác có thể làm thay đổi tất cả những điều này. Chất xúc tác sẽ giúp tạo nhiều kiểu phản ứng khác nhau với mức yêu cầu năng lượng cần thiết thấp hơn hẳn. Sau đó, những nhu cầu này sẽ được đáp ứng thêm từ những nguồn năng lượng phi carbon như ánh sáng mặt trời. Thay vì gây ô nhiễm một chiều, hydrocarbon hóa học có thể xoay ngược lại gây ô nhiễm cho chính mình và tạo thành một chu kỳ carbon trung tính sạch mặc dù chu kỳ này vẫn cần phải sử dụng thêm năng lượng ngoài.
Trên tờ Journal of the American Chemical Society, phó GS. Mirica đã miêu tả một phức kim loại mới có khả năng kết hợp các nhóm methyl (CH3) với oxy để tạo ra ethane (CH3 – CH3). Đây là bước thứ hai trong quá trình chuyển đổi methane (CH4), thành phần chính của khí gas tự nhiên, thành chuỗi hydrocarbon dài – nhiên liệu lỏng. Nhóm nghiên cứu hiện đang điều chỉnh phức kim loại để nâng cao hiệu quả chuyển đổi methan thành ethane – bước đầu tiên trong quy trình tạo các chuỗi hydrocarbon dài như butane và octane. Các chuỗi hydrocarbon dài này chuyển thành dạng lỏng dưới nhiệt độ và áp suất thường, do đó có thể dễ dàng vận chuyển trên những quãng đường xa. Phức kim loại của nhóm nghiên cứu của phó GS Mirica gồm 1 phân tử hữu cơ gắn với chính giữa 1 nguyên tử paladi thông qua 4 nguyên tử nitơ. Hình dạng này của phức kim loại khiến người ta liên tưởng đến một quả bóng nằm trong một chiếc găng tay. Phân tử hữu cơ đóng vai trò chìa khóa trong hoạt động của phức kim loại, giúp ổn định phức kim loại ở trạng thái oxy hóa +3 (thiếu 3 electron) và từ đó đưa đến những phản ứng hóa học chưa từng xảy ra trước đây.
Trong chiếc găng tạo ra, nguyên tử paladi có 2 điểm có thể bị các nhóm methyl chiếm lấy trong khi kết hợp với paladi để tạo ra ethane. Tuy nhiên, 2 điểm này cũng có thể dễ dàng bị các hình thái hóa học khác chiếm. Tính trong tầm ngắn hạn, phức kim loại của nhóm nghiên cứu đã mở ra một lĩnh vực hoàn toàn mới cho ngành hóa học nghiên cứu paladi. Hiện nhóm cũng đang tiếp tục điều chỉnh để nâng cao hiệu quả hơn nữa cho toàn bộ phản ứng chuyển đổi methane thành ethane.
Nguồn Nasati/Hoahocngaynay.com
