پژوهشگران آلمانی موفق به ساخت نانوکاتالیستی شدند که می‌تواند دی‌اکسید کربن را به اتیلن تبدیل کند. این نانوکاتالیست از انتخابگری بالایی برخوردار است.
نانوکاتالیستی که دی‌اکسیدکربن را به اتیلن تبدیل می‌کند
محققان دانشگاه روهر در بوخوم آلمان مقاله‌ای با عنوان “Highly selective plasma-activated copper catalysts for carbon dioxide reduction to ethylene” در نشریه Nature Communication منتشر کردند که در آن نشان دادند که می‌توان از نوعی کاتالیست برای تبدیل گاز دی‌اکسیدکربن به اتیلن استفاده کرد؛ اتیلن ماده‌ای مفید برای صنعت مواد شیمیایی است.
کاتالیست‌های رایجی که برای تبدیل الکتروشیمیایی Co2 مورد استفاده قرار می‌گیرند کارایی پایینی دارند. دلیل این امر آن است که این کاتالیست انتخابگری پایینی دارد و در نهایت مقدار بسیار کمی از اتیلن تولید می‌شود و بسیاری از محصولات ناخواسته تولید می‌شود.
هما میستری و همکارانش از یک نوع فیلم مسی که با پلاسمای اکسیژن و هیدروژن پرداختکاری شده‌است به‌عنوان کاتالیست استفاده کردند. عملیات پلاسما موجب می‌شود تا سطح مس خواص تازه‌ای پیدا کند؛ برای مثال زبری آن کاهش می‌یابد. این گروه با تنظیم پلاسما موفق شدند خواص سطحی بهینه‌ای در این فیلم ایجاد کنند.
این گروه نشان دادند که این کاتالیست می‌تواند تولید اتیلن را افزایش دهد و نسبت به کاتالیست‌های مس رایج عملکرد بهتری داشته باشد. یکی از ویژگی‌های مثبت این کاتالیست آن است که محصولات جانبی و ناخواسته بسیار کمی دارد، به طوری که یک رکورد در این حوزه به ثبت رسیده است.
محققان این پروژه دلیل این بهبود عملکرد را نیز تشریح کردند. آن‌ها با استفاده از تابش سینکروترون حالت شیمیایی این فیلم را در طول فرآیند کاتالیز مورد بررسی قرار داده و دلیل انتخابگری اتیلن را شناسایی کردند. عنصر کلیدی در این فرآیند یون‌های مس دارای بار مثبت در سطح این کاتالیست بود.
پیش از این چنین فرض شده بود که مس تنها در حالت فلزی می‌تواند شرایط واکنش را ایجاد کند، اما این گروه نشان دادند که این فرضیه اشتباه بوده و یون‌های مس نیز قادر به انجام این کار هستند. نتایج این پروژه فرصت‌های تازه‌ای برای طراحی نانوکاتالیست‌ها با فعالیت و انتخابگری ویژه ایجاد می‌کند.
