Para peneliti VCU telah menemukan katalis yang efektif untuk konversi termokimia karbon dioksida menjadi asam format — sebuah penemuan yang dapat memberikan strategi penangkapan karbon baru yang dapat dikurangi skalanya seiring dunia bergulat dengan perubahan iklim. Agen yang berpotensi penting untuk karbon dioksida atmosfer.
“Sudah diketahui umum bahwa pertumbuhan pesat gas rumah kaca di atmosfer dan dampaknya yang merusak terhadap lingkungan merupakan salah satu tantangan utama yang dihadapi umat manusia saat ini,” kata penulis utama Dr. Shiv N. Khanna, Profesor Emeritus Commonwealth di departemen fisika Fakultas Humaniora VCU. “Konversi katalitik CO2 menjadi bahan kimia yang bermanfaat seperti asam format (HCOOH) adalah strategi alternatif yang hemat biaya untuk mengurangi dampak buruk CO2. Asam format adalah cairan dengan toksisitas rendah yang mudah diangkut dan disimpan pada suhu ruangan. Asam format juga dapat digunakan sebagai prekursor kimia bernilai tambah tinggi, pembawa penyimpanan hidrogen, dan kemungkinan pengganti bahan bakar fosil di masa depan.”
Hanna dan fisikawan peneliti VCU, Dr. Turbasu Sengupta, menemukan bahwa gugusan logam kalkogenida yang terikat dapat bertindak sebagai katalis untuk konversi termokimia CO2 menjadi asam format. Hasil penelitian mereka dijelaskan dalam sebuah makalah berjudul “Konversi CO2 menjadi Asam Format dengan Menyesuaikan Keadaan Kuantum dalam Gugusan Logam Kalkogenida” yang diterbitkan dalam Communications Chemistry dari Nature Portfolio.
“Kami telah menunjukkan bahwa, dengan kombinasi ligan yang tepat, hambatan reaksi untuk mengubah CO2 menjadi asam format dapat diturunkan secara signifikan, sehingga mempercepat produksi asam format secara drastis,” kata Hanna. “Jadi, kami dapat mengatakan bahwa katalis yang diklaim ini dapat membuat sintesis asam format lebih mudah atau lebih layak. Penggunaan gugus yang lebih besar dengan lebih banyak situs pengikatan ligan atau dengan menambahkan ligan donor yang lebih efisien sejalan dengan peningkatan lebih lanjut yang kami temukan dalam konversi asam format yang dapat dicapai dibandingkan dengan apa yang ditunjukkan dalam simulasi komputasi.”
Studi ini didasarkan pada karya Hanna sebelumnya yang menunjukkan bahwa pemilihan ligan yang tepat dapat mengubah sebuah gugus menjadi superdonor yang mendonorkan elektron atau akseptor yang menerima elektron.
“Sekarang kami menunjukkan bahwa efek yang sama memiliki potensi besar dalam katalisis berbasis gugus kalkogenida logam,” kata Hanna. “Kemampuan untuk mensintesis gugus terikat yang stabil dan mengontrol kemampuan mereka untuk mendonorkan atau menerima elektron membuka bidang katalisis baru, karena sebagian besar reaksi katalitik bergantung pada katalis yang mendonorkan atau menerima elektron.”
Salah satu ilmuwan eksperimental pertama di bidang ini, Dr. Xavier Roy, Profesor Madya Kimia di Universitas Columbia, akan mengunjungi VCU pada tanggal 7 April untuk Simposium Musim Semi Departemen Fisika.
“Kami akan bekerja sama dengannya untuk melihat bagaimana kami dapat mengembangkan dan menerapkan katalis serupa menggunakan laboratorium eksperimentalnya,” kata Hanna. “Kami telah bekerja sama erat dengan kelompoknya, di mana mereka mensintesis jenis material magnetik baru. Kali ini dia akan menjadi katalisnya.”
Berlangganan Newsletter VCU di newsletter.vcu.edu dan dapatkan cerita pilihan, video, foto, klip berita, dan daftar acara langsung di kotak masuk Anda.
CoStar Group Umumkan Dana Sebesar $18 Juta untuk VCU untuk Membangun Pusat Seni dan Inovasi CoStar