Miçiqan Universitetinin kimyaçısı Charles McCrory və onun tədqiqat qrupu, Davis, Kaliforniya Universitetindəki Jesús Velázquez laboratoriyası və Los Angeles Kaliforniya Universitetində Anastasiya Aleksandrovanın laboratoriyası ilə birlikdə, karbon qazını tutmaq və onu metal oksalatlara çevirmək üçün bir üsul inkişaf etdirdilər, bundan sonra istehsal üçün prekursor kimi istifadə edilə bilər.

Tədqiqat Advanced Energy Materials jurnalında dərc olunub .

Kimya və makromolekulyar elm və mühəndislik üzrə dosenti McCrory deyir: “Bu araşdırma, hər kəsin az-sıfır dəyəri olan tullantı məhsul olduğunu bildiyi karbon dioksidi necə götürə biləcəyimizi və onu dəyərli bir şeyə çevirə biləcəyimizi göstərir ” dedi. “Biz yalnız karbon qazını götürüb basdırmırıq; biz onu müxtəlif nöqtələrdən götürürük və faydalı bir şey üçün istifadə edirik.”

Tədqiqata McCrory-nin İrvin Kaliforniya Universitetində Cenni Yanqın rəhbərlik etdiyi Enerji Sərhəd Tədqiqat Mərkəzində Karbon Dövrünün Bağlanması Mərkəzində (4C) iştirakı təkan verdi. 4C-nin məqsədlərindən biri karbon qazının tutulması və qiymətli yanacaq və məhsullara çevrilməsi üsullarını araşdırmaqdır.

Ən çox yayılmış sement növü, adətən əhəngdaşı və kalsium silikatlar kimi minerallardan hazırlanan Portland sementidir. Bu Portland sementinin istehsalı nisbətən böyük enerji xərclərinə və karbon izlərinə malikdir , McCrory bildirib. McCrory və həmkarları karbon qazını götürmək və onu alternativ sementlərin istehsalı üçün istifadə edilə bilən materiallara çevirmək yollarını axtarırdılar.

Alternativ sement prekursoru kimi istifadə edilə bilən bir növ material metal oksalatlar, sadə duzlardır. Tədqiqatçılar bilirlər ki, qurğuşun karbon qazını metal oksalatlara çevirə bilən katalizator – kimyəvi reaksiyanı asanlaşdıran bir maddə kimi istifadə edilə bilər . Lakin proses çoxlu miqdarda qurğuşun katalizatorları tələb edir ki, bu da ətraf mühit və insan sağlamlığı üçün təhlükədir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=1100001614&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749547687&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-06-carbon-capture-method-cement-ingredients.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS42OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjY5Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749547686384&bpp=2&bdt=943&idt=708&shv=r20250609&mjsv=m202506050101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1749547686%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1749547686%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1749547686%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=384306969388&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1693&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092895%2C31092899%2C42532523%2C95332924%2C95353386%2C95344791%2C95352051%2C95359265%2C95362809%2C95363075%2C95360684%2C95360294&oid=2&pvsid=6881792365376438&tmod=1687498705&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=1388

4C komandası, qurğuşun katalizatorlarını dərhal əhatə edən ətraf mühitə nəzarət etmək üçün polimerlərdən istifadə edərək, bu prosesdə lazım olan qurğuşun miqdarını milyardda bir hissəyə – bir çox kommersiya məsaməli qrafit və karbon materiallarında tapılan qurğuşunun iz çirklilik səviyyəsinə endirməyi bacardı.

McCrory katalizator sahələrinin ətrafındakı mikromühitə-kimyəvi mühitə və koordinasiya mühitinə nəzarət etmək üzrə ixtisaslaşmışdır. Mikromühitə nəzarət etməklə, McCrory katalizatorun fəaliyyətini tənzimləyə bilər. Tədqiqatçılar karbon dioksidi oksalata çevirən kimyəvi reaksiyada aparıcı katalizatoru əhatə edən mikromühitə nəzarət etməklə , proses üçün lazım olan qurğuşun miqdarını əhəmiyyətli dərəcədə azalda biləcəklərini göstərdilər.

Karbon dioksiddən oksalat istehsal etmək üçün tədqiqatçılar bir sıra elektrodlardan istifadə edirlər. Bir elektrodda karbon qazı məhlulda həll olunan ion olan oksalata çevrilir. Digər elektrod oksidləşən və oksalat ionu ilə bağlanan və onu metal oksalat bərk maddə kimi məhluldan çıxaran metal ionlarını buraxan metal elektroddur.

“Həmin metal ionları oksalatla birləşərək bərk maddə əmələ gətirir və həmin bərk maddə məhluldan dağılır” dedi McCrory. “Bu, bizim topladığımız məhsuldur və sement istehsalı prosesinin bir hissəsi kimi qarışdırıla bilər.”

Velázquez tədqiqatın həmmüəllifi və UCD-də kimya üzrə dosentdir. Onun qrupu oksalat-sintez reaksiyalarını idarə etmək üçün iz miqdarda qurğuşun istifadə etmək ideyasını irəli sürdü və karbon qazının oksalata kimyəvi reaksiyasının arxasında duran mexanizmləri araşdırdı.

“Metal oksalatlar hələ öyrənilməmiş bir sərhədi təmsil edir – alternativ sement materialları, sintez prekursorları və hətta karbon dioksid saxlama həlləri kimi xidmət edir” dedi.

Alexandrova həm də tədqiqatın həmmüəllifi və UCLA-da kimya və materialşünaslıq professorudur. Onun komandası bu mexanizmin işləyəcəyi fərziyyəsini təsdiqləmək üçün hesablamalar aparıb.

“Katalizatorlar tez-tez təsadüfən kəşf edilir və uğurlu sənaye formulaları çox vaxt çox mürəkkəb olur. Bu kokteyl katalizatorları sınaq və səhv vasitəsilə empirik şəkildə aşkar edilir”, – Aleksandrova bildirib. “Bu işdə, iz qurğuşun çirkinin əslində katalizator olmasına dair bir nümunəmiz var. İnanıram ki, təcrübə katalizində daha çox belə nümunələr var və həmçinin bu, katalizatorun kəşfi üçün kifayət qədər öyrənilməmiş bir fürsətdir.”

McCrory deyir ki, karbon dioksid metal oksalat bərk maddəyə çevrildikdən sonra normal şəraitdə yenidən karbon dioksid olaraq atmosferə buraxılmayacaq.

“Bu, əsl ələ keçirmə prosesidir, çünki siz ondan möhkəm nəticə çıxarırsınız” dedi. “Ancaq bu, həm də faydalı tutma prosesidir, çünki siz aşağı axın tətbiqləri olan faydalı və qiymətli material hazırlayırsınız.”

McCrory deyir ki, tədqiqatçılar prosesin bir hissəsini genişləndirə bilməlidirlər: Tədqiqatçılar geniş miqyasda karbon qazı üçün elektroliz üzərində işləyirlər. Növbəti addımlar bərk məhsul istehsal edən prosesin hissəsinin necə böyüdüləcəyini öyrənmək olacaq.

“Biz çox uzaqdayıq, amma düşünürəm ki, bu, genişləndirilə bilən bir prosesdir” dedi McCrory. “Qurğuşun katalizatorunu milyardda bir hissəyə endirmək istəməyimizin səbəblərindən biri də böyük miqdarda qurğuşun olan katalizatorun miqyasını artırmaqla bağlı çətinliklərdir. Əks halda bu, ekoloji cəhətdən ağlabatan olmazdı.”

Daha çox məlumat: Rowan S. Brower et al, Xüsusi Mikromühit tərəfindən Təkmilləşdirilmiş Karbon Dəstəklərində İz Metal Pb istifadə edərək Susuz Məhlullarda CO2-nin Metal Oksalatlara Seçici Elektrokimyəvi Azaldılması, Təkmil Enerji Materialları (2025). DOI: 10.1002/aenm.202501286

Jurnal məlumatı: Advanced Energy Materials Michigan Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir