کامپوزیت مس-طلا برای تبدیل CO2 به مواد مفید

مس فلزی است که می‌تواند با انرژی کمی دی اکسید کربن را به سوخت‌های هیدروکربنی تبدیل کند. بنابراین اگر این فلز تبدیل به یک الکترود شود و ولتاژی به آن اعمال گردد، می‌تواند به عنوان کاتالیستی قوی عمل کرده و واکنش‌های الکتروشیمیایی تبدیل دی اکسید کربن به متان یا متانول را کاتالیست کند. اخیرا کامپوزیتی از مس و طلا برای این کار ساخته شده است که مزیت‌هایی نسبت به فلز مس خالص دارد.

مس فلزی است که می‌تواند با انرژی کمی دی‌اکسیدکربن را به سوخت‌های
هیدروکربنی تبدیل کند. بنابراین اگر این فلز تبدیل به یک الکترود شود و
ولتاژی به آن اعمال گردد، می‌تواند به‌عنوان کاتالیستی قوی عمل کرده و
واکنش‌های الکتروشیمیایی تبدیل دی‌اکسید‌کربن به متان یا متانول را
کاتالیست کند. اخیرا کامپوزیتی از مس و طلا برای این کار ساخته شده است که
مزیت‌هایی نسبت به فلز مس خالص دارد.

محققان مختلفی در سراسر جهان روی پتانسیل‌های مس کار می‌کنند تا از آن برای
بازیافت دی‌اکسید کربن استفاده کنند. آنها می‌خواهند به جای این که این گاز
به اتمسفر وارد شود، با استفاده از مس تبدیل به متان شود. با این کار می‌توان
رهاسازی گاز گلخانه‌ای را به حداقل رساند.

 
اما مس فلزی حساس بوده به‌طوری که به‌سادگی اکسید می‌شود در نتیجه پایداری لازم
برای این کار را ندارد و در صورت استفاده در این واکنش، واکنش به سرعت رو به افول
رفته و محصولات جانبی ناخواسته‌ای نظیر منوکسید کربن و اسید فرمیک ایجاد می‌کند.

پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT) اخیرا روشی برای کاهش انرژی مورد نیاز برای
تبدیل دی‌اکسید‌کربن یافته‌اند، این روش موجب افزایش پایداری فلز مس نیز می‌شود.
آنها از ترکیب نانوذرات مس و طلا برای ساخت این مبدل استفاده کرده‌اند که در برابر
خوردگی و اکسید شدن پایداری بسیار خوبی دارد. در این آزمایش، آنها به مقایسه
الکترودهای حاوی نانوذرات مس و طلا با الکترودهای حاوی مس پرداختند. نتایج نشان داد
که انرژی مورد نیاز در الکترود مس و طلا کمتر است.

نتایج این تحقیق در نشریه Chemical Communications به چاپ رسیده و حمایت مالی آن
توسط بنیاد ملی علم صورت گرفته است. حاماد شیفرلی استادیار رشته مهندسی مکانیک و
زیست شناسی این موسسه می‌گوید شما در حالت عادی به انرژی زیادی برای تبدیل
دی‌اکسیدکربن به مواد مفید نیاز دارید ما نشان دادیم که نانوذرات مس-طلا پایداری
بیشتری داشته و به انرژی کمتری برای این تبدیل نیاز دارند.

حاماد شیفرلی می‌گوید ما به این دلیل از نانوذرات استفاده کردیم چون دارای مساحت
سطحی بالاتری نسبت به مواد توده‌ای هستند بنابراین دارای سایت‌های بیشتری برای
اتصال مولکول‌های دی‌اکسیدکربن هستند. به‌دلیل وجود برخی خواص، طلا گزینه بسیار
مناسبی برای ترکیب با مس است. برای تولید این ترکیب، محققان از ترکیب نمک‌های حاوی
طلا به محلول حاوی نمک مس استفاده کردند. این محلول حرارت داده شده تا نانوذرات
تولید و اتصال میان ذرات مس و طلا رخ دهد. پس از خشک کردن این ترکیب به پودر تبدیل
شده و برای پوشش دادن الکترود مورد استفاده قرار می‌گیرد.