استفاده از یک ابررایانه برای شناسایی گروهی از کاتالیزورهایی که دی اکسید کربن را به سوخت تبدیل می‌کنند؛ می تواند رسیدن به هدف مقابله با گرمایش زمین را تسهیل کند.
دستیابی به هدف مقابله با گرمایش زمین از طریق ابررایانه‌ای برای شناسایی گروهی از کاتالیزورهای “تک اتمی” که می‌توانند دی اکسید کربن را به سوخت تبدیل کنند، یک قدم نزدیک تر شده است.
محققان مرکز علوم مواد QUT به سرپرستی لیانگژی کو، بخشی از یک مطالعه بین‌المللی بودند که از مدل‌سازی نظری برای شناسایی شش فلز (نیکل، نیوبیم، پالادیوم، رنیم، رودیم، زیرکونیوم) استفاده کردند که در واکنشی می تواند دی اکسید کربن را به منابع انرژی پایدار و پاک تبدیل کند. پروفسور کو گفت که این تحقیق با مدل‌سازی آزمایش‌ها با استفاده از زیرساخت‌های محاسباتی ملی در دانشگاه ملی استرالیا انجام شد و به چگونگی واکنش اتم‌های منفرد این فلزات با مواد فروالکتریک انجام شد. مواد فروالکتریک در یک وجه دارای بار مثبت و در طرف دیگر بار منفی دارند و این پلاریزاسیون با اعمال ولتاژ قابل معکوس شدن است. در مدل‌سازی نظری، محققان دریافتند که افزودن اتم فلز کاتالیزور به ماده فروالکتریک منجر به تبدیل گاز گلخانه‌ای به سوخت شیمیایی مورد نظر می‌شود.
هنگامی که قطب های فلز معکوس شد، فلز به‌عنوان یک کاتالیزور در تبدیل دی اکسید کربن عمل می‌کند. پروفسور کو گفت در حالی‌که یک دهه پیش کاتالیزورهای تک اتمی برای کاهش دی اکسید کربن پیشنهاد شده بود، این تحقیق کاربرد این مواد را به‌طور قابل توجهی به جلو می‌برد. پروفسور کو گفت: ما یک کاتالیزور شیمیایی ویژه طراحی کرده‌ایم که می تواند گاز گلخانه‌ای CO2 را به سوخت‌های شیمیایی مورد نظر تبدیل کند. راندمان تبدیل را می‌توان با استفاده از یک رویکرد عملی کنترل کرد. این بدان معناست که برای اولین بار توانایی افزایش یا کاهش سرعت، حتی تغییر واکنش شیمیایی توسعه یافته است.
دی اکسید کربن دلیل اصلی گرم شدن کره زمین به دلیل اثر گلخانه‌ای است، تبدیل آن به سوخت‌های شیمیایی نه تنها برای محیط زیست ما مهم است، بلکه برای حل بحران انرژی نیز مفید است.
دکتر جو، نویسنده اول این مطالعه، گفت این کار تحقیقاتی راهنمایی برای طراحی کاتالیزورهای جدید است که می تواند تأثیرات قابل توجهی برای صنایع شیمیایی ایجاد کند.
پروفسور کو گفت که هدف بلندمدت در این حوزه تحقیقاتی یافتن راه هایی برای تبدیل دی اکسید کربن به منابع انرژی پاک است. نتایج این مطالعه در نهایت می‌تواند به راهی برای افزودن پوششی به موتورها یا سیستم‌های صنعتی منجر شود که به جای انتشار بیشتر گاز در جو، دی اکسید کربن را به مواد دیگر تبدیل کند.
نتایج این مطالعه در نشریه Nature Communications منتشر شده است.