Bəs maşın atmosferdən karbon qazını udsa, onu bir sıra kimyəvi reaksiyalardan keçirə bilsə və sənaye baxımından faydalı plastiki mahiyyət etibarilə tüpürə bilsəydi?

“Düşünürəm ki, bu, bizim cəmiyyət olaraq maraqlı olacağımız bir şeydir. Axı karbon qazı istixana qazı olmaqla yanaşı , bol və ucuz xammaldır” dedi Ph.D., John Stauffer kimya professoru və Caltech-də kimya üzrə icraçı direktor Teo Aqapi. “Yeni işimizlə biz bu istiqamətdə mühüm addım atmışıq”.

Angewandte Chemie International Edition jurnalında məlumat verən Agapie və Caltech kimyaçıları qrupu karbon qazının (CO _{2 ) etilen və} karbon monoksit kimi molekullara kimyəvi çevrilməsini həyata keçirmək üçün davamlı mənbələrdən elektrik enerjisindən istifadə edən sistem işləyib hazırlayıblar.

Bu, enerji mənbəyi kimi işıqdan istifadə etməklə, bitkilər olmadan həyata keçirildikdə, belə bir proses süni fotosintez kimi tanınır. Yeni sistem, əmələ gələn etilen və karbonmonoksidi ikinci katalitik dövrəyə qidalandırır və bu, möhkəmliyi, davamlılığı və istilik sabitliyi ilə tanınan poliketonlar adlanan sənaye baxımından faydalı plastikləri verir və onları yapışdırıcılardan avtomobil hissələrinə və idman avadanlıqlarından sənaye boru kəmərlərinə qədər tətbiqlər üçün ideal edir.

“Biz göstərdik ki, CO _2-dən bitkilərdən vasitəçi kimi istifadə etmədən faydalı material hazırlamaq üçün istifadə oluna bilər” deyə layihə üzrə Caltech-in Bren Kimya professoru və Resnik Davamlılıq İnstitutunun direktoru Jonas C. Peters tərəfindən idarə olunan Aqapi laboratoriyasının aspirantı, aparıcı müəllif Maks Jelyabovski deyir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1750840031&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-plastic-carbon-dioxide-electricity.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1750840028103&bpp=1&bdt=132&idt=47&shv=r20250617&mjsv=m202506170101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750839894%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750839894%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1750839894%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C336x280&nras=1&correlator=6855861536362&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1610&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353386%2C95362436%2C95362656%2C95364340%2C95364385%2C95359266%2C95364332%2C95364390&oid=2&psts=AOrYGsmwlCAEeD74coZihTjIKz5dla_-zokQ3AHUaZuT1ttMQTDhsG0rTcWDdQkbgc85pGPGOr_bhnmpG1jBLw&pvsid=509157482569147&tmod=1131292947&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=3556

_{Caltech-in rəhbərlik etdiyi komanda, nəticədə polimerlər istehsal etmək üçün CO 2} azaldılmasını ikinci kimyəvi reaksiya ilə birləşdirməyə çalışan bir sistem quran ilk şəxs deyil . Lakin əvvəlki sistemlərdə karbon qazı və sudan deyil, neft məhsullarından gələn etilen əlavə edilmişdir .

_{CO 2} -nin plastikə çevrilməsi bir sıra səbəblərə görə çətin olmuşdur. Bunların arasında əvvəlki elektrokimyəvi CO ₂ reduksiya sistemlərinin çox az etilen və karbon monoksit, poliketonlara çevrilmənin ikinci mərhələsini qidalandırmaq üçün lazım olan reagentlər verməsi faktı var . Əslində, əksəriyyət bu arzuolunan birləşmələrin 5%-dən az konsentrasiyasını və aşağı axın proseslərinə potensial zərər verə biləcək digər arzuolunmaz kimyəvi maddələri istehsal etmişdir.

Jelyabovskiy deyir: “Heç olmasa laboratoriya miqyasında yüksək konsentrasiyalı, yüksək təmizlikli reagent axınlarını əldə etmək çətin olub ki, onlar daha sonra plastik və ya yanacaq kimi bir şeyə çevrilə bilər”. Lakin onun inkişafına kömək etdiyi sistem əhəmiyyətli dərəcədə yüksək konsentrasiyalara nail olur – 11% etilen və 14% karbonmonoksit.

Ancaq bu, yeganə problem deyil. Jelyabovski deyir ki, iki sistemin – biri CO _2-nin azaldılması üçün, digəri isə sonrakı kataliz mərhələsi üçün – əhəmiyyətsiz deyil: “Ədəbiyyatda işlərin çoxu ayrı-ayrılıqda və təmiz xammal ilə birinci və ya ikinci mərhələyə diqqət yetirir. Hər ikisi deyil.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

İki pilləli sistem

_{CO2 -nin azaldılması və} yüksək effektivliklə işləmək üçün ikincil katalitik addım üçün lazım olan çox fərqli mühitləri tanıyan Caltech komandası ayrı-ayrı reaksiyalar üçün iki fərqli döngədən ibarət sistem hazırladı.

İlk dövrə üçün sistem qaz diffuziya elektrod hüceyrələri, nazik mis təbəqəsi ilə örtülmüş hidrofobik polimerlərlə başlayır. Alimlər CO _2-ni hüceyrələrə qoşulmuş qaz silindrinə vurur və elektrodlara gərginlik tətbiq edərkən kalium bikarbonat elektrolitini hüceyrələrdən keçir. Bu elektrokimyəvi qurğu vasitəsilə qazları dəfələrlə dövrələməklə, onlar nisbətən yüksək konsentrasiyalarda etilen və karbonmonoksit yarada bilirlər.

Təxminən bir saatlıq qazların yığılmasından sonra tədqiqatçılar etilen və karbon monoksidi ikinci mərhələyə keçirlər: qapalı reaktor, burada qazlar palladium katalizatorunun məhlulu ilə qabarlanır. Balıq çəninin qabarcığı kimi, bu proses etilen və karbonmonoksidin məhlulunu zənginləşdirir. Ko-polimerləşmə katalizatoru kimi tanınan katalizator, iki monomerdən bir polimerin – bu halda, bir poliketonun – səmərəli əmələ gəlməsini təmin edir.

İş şəraitində öz işini görən katalizator

_{Tipik olaraq, katalizatorlar elektrokimyəvi CO 2} azaldılması zamanı məruz qaldıqları mühitləri mütləq təmsil etməyən təmiz şəraitdə sınaqdan keçirilir . Məsələn, su buxarı bir çox polimerləşmə katalizatorları üçün çox zərərli olsa da, su CO ₂ azaldılmasının zəruri hissəsidir və buna görə də su buxarının daxil olması qaçılmazdır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1750840031&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-plastic-carbon-dioxide-electricity.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1750840028103&bpp=1&bdt=133&idt=93&shv=r20250617&mjsv=m202506170101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750839894%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1750839894%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1750839894%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C750x280&nras=1&correlator=6855861536362&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3585&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353386%2C95362436%2C95362656%2C95364340%2C95364385%2C95359266%2C95364332%2C95364390&oid=2&psts=AOrYGsmwlCAEeD74coZihTjIKz5dla_-zokQ3AHUaZuT1ttMQTDhsG0rTcWDdQkbgc85pGPGOr_bhnmpG1jBLw&pvsid=509157482569147&tmod=1131292947&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=3563

Yeni işdə Agapie, Peters və onların həmkarları palladium katalizatorunun CO ₂ azaldılması zamanı daxil olan çirkləndiricilərin, o cümlədən təkcə su buxarı deyil , həm də hidrogen, reaksiyaya girməmiş CO ₂ , spirt buxarları və digər kimyəvi aralıq maddələrin mövcudluğunda belə istifadə edilə biləcəyini göstərdi.

Jelyabovski deyir ki, yeni sistem və texnikanın əlavə təkmilləşdirməyə ehtiyacı var. O, hələ, məsələn, standart şəkildə edilənlərlə eyni molekulyar çəkilərə malik poliketonlar istehsal etmir. Bununla belə, o deyir ki, “bunun mümkün olduğunu nümayiş etdirməklə biz bu sahəyə marağı artıra bilərik və bəlkə də insanlar bu prinsipə əsaslana bilərlər”.

Agapie qeyd edir ki, bu prosesin davamlı və praktiki texnologiyaya gətirib çıxarması üçün elektrik enerjisi bərpa olunan və karbon-neytral mənbələrdən alınmalı və neft mənbələri ilə rəqabət aparmaq üçün kifayət qədər ucuz olmalıdır.

_{“CO 2} , Su və Elektrikdən Plastik: Tandem Elektrokimyəvi CO ₂ Azaldılması və Termokimyəvi Etilen-CO Kopolimerləşməsi” məqaləsinin əlavə müəllifləri UCLA-dan Hyuk-Joon Jung və Paula L. Diaconescudur.

Ətraflı məlumat: Maksim Jelyabovskiy və digərləri, _CO2- dən plastik , Su və Elektrik: Tandem Elektrokimyəvi CO ₂ Azaldılması və Etilen-CO-nun Termokimyəvi Kopolimerləşməsi, Angewandte Chemie Beynəlxalq Nəşri (2025). DOI: 10.1002/anie.202503003

Jurnal məlumatı: Angewandte Chemie Beynəlxalq Nəşri 

Kaliforniya Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir