العناكب البرمائية تحفز منشطات اختزال ثاني أكسيد الكربون.

العناكب البرمائية تحفز منشطات اختزال ثاني أكسيد الكربون.

17 فبراير , 2020

دقق بواسطة:

وليد حافظ

دراسة جديدة مثيرة لتأثير شعيرات  للنحاس الكاره للماء مستوحاة من عنكبوت الجرس في الحفز الكهربائي مما يساعد في إنتاج وقود بديل ويقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

بواسطة فيرناندو جومولون بيل

إن التركيب الذي يحاكي عنكبوت الجرس الغواص ذا الشعر الحاجز للهواء يعزز النشاط التحفيزي لأقطاب النحاس.

محاكاةََ للعنكبوت الوحيد الذي يستطيع العيش تحت الماء، طور الباحثون محفز  النحاس الكاره للماء الذي يعزز تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود مثل الإيثيلين و الإيثانول.

إن الوقود الأحفوري من أهم مصادر الطاقة و المواد الكيميائية الخام، لكنه أيضاً مساهم أساسي  في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. وإن تقليل الحفز الكهربائي لثاني أكسيد الكربون قد يقدم حلاََ دائماً لهذه المعضلة.

من اي تي اتش زيورخ بسويسرا و مدير الدراسة، يشرح فيكتور ميجول(Victor Mougel)  ” لقد استوحينا الإلهام من عنكبوت الجرس الغواص، الذي يحجز فقاعة هواء كبيرة بالقرب من بطنه باستخدام طبقة كثيفة من الشعر المضاد للبلل”. “استخدمت تلك التراكيب مسبقاً لصناعة أجهزة التنظيف الذاتي أو المنتجات المضادة للضباب ونحن قد قررنا أن نجربها في الحفز الكهربائي و قد عملت بشكل مذهل”.

ابتكر فريق ميجول أقطاب نحاس مغطاة بزوائد شجرية منظمة تدريجياً لمحاكاة شعر العنكبوت . و يشرح     ” نحن ننمي الزوائد بسهولة بواسطة الطلي الكهربائي ثم نغمسها في طبقة أحادية من الكانثيول الشمعي المتصل بالنحاس – وعلى الرغم من أن سمك الطبقة 2  نانومتر- يتحول القطب إلى مادة مضادة للبلل”

المصدر: © David Wakerley et al/Springer Nature Limited 2019

الزوائد الشجرية للنحاس تحاكي شعر العنكبوت، حاجزة بذلك طبقة من الغاز بالقرب من سطح المحفز.

أطلق إيفان ستيفنز (Ifan Stephens) خبير في الحفز الكهربائي من كلية أمبريال لندن ، المملكة المتحدة، على العمل اسم ” الدليل المدهش للفكرة “. ويضيف ” شكراً لتركيب النحاس الكاره للماء، خطط الباحثون لحجز فقاعات الهواء مباشرة عند سطح المحفز، ليزيدوا بذلك من تركيز ثاني أكسيد الكربون بالقرب من الأماكن النشطة. “كما أن ذلك التركيب يعطي شرحاً وافياً للملاحظات السابقة التي تنص على إن وجود العناصر الكارهة للماء مثل أكسيد النحاس أو التيفلون يمكن أن يحسن تقليل ثاني أكسيد الكربون بشكل ملحوظ”.

تقول خبيرة ترطيب البنية النانونية ميلاني ماك جريجور ( Melanie MacGregor) من جامعة ساوث أستراليا ” أنه من المثير للاهتمام أن يستخدم شخص ماً أخيراً تأثير الفقاعات النانونية المحجوزة لفعل شيء مفيد”.

و تضيف “إستراتيجية الطلاء رائعة بشكل خاص، حيث أنها تجعل النحاس كارهاََ للماء بشكل مذهل بدون إخفاء معالمه، والتي تعيق تفاعل المحفز”.

يقلل المحفز الجديد من تشكل غاز الهيدروجين – الجزء الغير مرغوب فيه في التفاعل-  في محلول اختزال ثاني أكسيد الكربون- ودعم إنتاج مركبات عديدة الكربون. حصل الفريق على كمية كبيرة من الإيثيلين و الإيثانول. كلاهما قيِّم كوقود أو حجر أساس للصناعة الكيميائية. يقول ستيفنز” شكراََ  لزوائد النحاس الشجرية الكارهة للماء”.”بدون فقاعات الغاز المحجوزة، ربما تكون محصوراً بالتراكيز القليلة لثاني أكسيد الكربون الذائب في الماء”. ويشرح موجيل إن أحادي أكسيد الكربون قد يكون أيضا  أساسياً : أحادي أكسيد الكربون له أهمية ثانوية لتشكيل المنتجات عديدة الكربون والتي تتخطى الماء عادة بسبب ذائبيتها المنخفضة لكن في هذه الحالة أيضاً تبقى محجوزة في فقاعات الغاز القريبة من القطب”.

و يجادل ستيفنز بأن هذه الطريقة تحتاج إلى تحسين قبل أن تطبق على الأجهزة الحقيقية. ويشير موجيل إلى أن الفريق لديه وعي بالسلبيات و يعملون على تطوير حلول أفضل’.كلاهما متفائلان بأن المزيد من الدراسات على المواد الكارهة للماء ستمهد الطريق لتطورات جديدة مذهلة في الحفز الكهربائي .

المصدر :https://www.chemistryworld.com

المترجم: نوران توفيق العميري.

تويتر : @NuranTawfiq

تدقيق لغوي:وليد حافظ

تويتر :@waleedhafez1981 




اترك تعليقاً

القائمة البريدية

اشترك في قائمتنا البريدية ليصلك جديد مقالاتنا العلمية وكل ماهو حصري على مجموعة نون العلمية