Добавить новость
smi24.net
News in English
Январь
2023

Researchers unravel the complex reaction pathways in zero carbon fuel synthesis

0

Researchers have used isotopes of carbon to trace how carbon dioxide emissions could be converted into low-carbon fuels and chemicals. The result could help the chemical industry, which is the third largest subsector in terms of direct CO2 emissions, recycle its own waste using current manufacturing processes.

When the eCO2EP: A chemical energy storage technology project started in 2018, the objective was to develop ways of converting carbon dioxide emitted as part of industrial processes into useful compounds, a process known as electrochemical CO2 reduction (eCO2R)

While eCO2R is not a new technique, the challenge has always been the inability to control the end products. Now, researchers from the University of Cambridge have outlined how carbon isotopes can be used to trace intermediates during the process, which will allow scientists to create more selective catalysts, control product selectivity, and promote eCO2R as a more promising production method for chemicals and fuels in the low-carbon economy. Their results are reported in the journal Nature Catalysis.

The project was led by Professor Alexei Lapkin, from Cambridge’s Centre for Advanced Research and Education in Singapore (CARES Ltd) and Professor Joel Ager, from the Berkeley Education Alliance for Research in Singapore (BEARS Ltd). Both organisations are part of the Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE) funded by Singapore’s National Research Foundation.

In the 1950s, Berkeley’s Melvin Calvin identified the elementary steps used in nature to fix carbon dioxide in photosynthesis. Calvin and his colleagues used a radioactive form of carbon as a tracer to learn the order in which intermediates appeared in the cycle now named after him, work which won him the Nobel Prize in Chemistry in 1961.

The eCO2EP team found that with a sensitive enough mass spectrometer, they could use the small differences in reaction rates associated with the two stable isotopes of carbon, carbon-12 and carbon-13, to perform similar types of analyses.

First, a mixture of products such as methanol and ethylene were generated by a prototype reactor that was built to operate under industrial conditions. To detect both major and minor products in real time as the operating conditions were changed, high-sensitivity mass spectrometry was used.

Since high-sensitivity mass spectrometry is more commonly used in biological and atmospheric sciences, co-authors Dr Mikhail Kovalev and Dr Hangjuan Ren adapted the technique to their prototype system. They developed a method to directly sample the reaction environment with high sensitivity and time response.

The researchers used the difference in reaction rates of carbon-12 and carbon-13 to group a product such as ethanol and its major intermediates sharing the same pathway, to deduce key relationships in the chemical network.

The researchers found that there are substantial differences in the mechanisms at work in smaller reactors versus larger reactors, a finding which will enable them to better control product selectivity.

The team also discovered that the reaction used less of the heavier carbon-13 isotope than carbon-12. This difference in usage was found to be five times greater than that observed in natural photosynthesis, where carbon-13 is fixed at a slower rate than carbon-12. This is inspiring efforts in Professor Ager’s lab to better understand fundamental physics and the chemical origins of this large and unanticipated effect. An international patent application has also been filed.

“The set-up of the project within CREATE Campus allowed Joel and I to create an environment of creativity and ambition, to enable the researchers to excel and to target the really complex and interesting problems,” said Lapkin. “The monitoring of multiple species in such a complex reaction is, by itself, a significant breakthrough by the team, but the ability to further dig into the mechanism by exploring the isotope enrichment effect has made all the difference.”

“This work required an interdisciplinary approach drawing on expertise from both Cambridge and Berkeley,” said Ager. “CREATE campus provided an ideal environment to realise this collaborative research with a skilled and motivated team.”

The eCO2EP project was funded by the National Research Foundation, Prime Minister’s Office, Singapore under its Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE) programme.

Reference:
Hangjuan Ren et al. ‘Operando proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometry of carbon dioxide reduction electrocatalysis.’ Nature Catalysis (2022). DOI: 10.1038/s41929-022-00891-3.








Раздвигая горы - к единству и созиданию! Манифест лезгинского народа (письменное обращение, воззвание программного характера)

Гордости Angsana Velavaru

Баскова, Киркорова и Лазарева погнали с экранов: попались на непотребщине

VZLET.MEDIA: 25 лет успешного SEO-продвижения в эпоху искусственного интеллекта


La UFC anuncia un mes de octubre mayúsculo

Adil Rami carga contra Lamine: "No puedo ni verlo, que le den..."

Madeline Brewer Marries Jack Thompson-Roylance in England!

Brit Who Fought Usyk Calls For Daniel Dubois To ‘Leave The Sport’ After Staying Down In Rematch


Вредоносный код в Firefox: атака на цепочку поставок через NPM-пакеты

НПС построит новые съезды с Северо-Восточной хорды

Дивеево ..

Navicon представляет комплексную систему для интегрированного управления данными


Первый трейлер Battlefield 6

Microsoft warns of 'active attacks' on its government and business server tech, with one cybersecurity expert claiming that they should 'assume that you have been compromised'

Краткая биографическая справка о центральных персонажах Mafia: The Old Country

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes



«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России

В Третьяковке на Кадашевской набережной открылся концертный зал

«Деловые Линии» сократили сроки авиаперевозок по более чем 4400 направлений по России

В депо «Чита» будет установлен первый цифровой весоизмерительный комплекс системы подачи песка под колесные пары локомотива


Вертолет Robinson, рухнувший в Телецкое озеро, совершал свой первый полет

Члены семьи Евгения Гинера могли потерять более 1 млрд в финансовой пирамиде

В МЧС предупредили москвичей о жаре +30 градусов 25 июля

Вредоносный код в Firefox: атака на цепочку поставок через NPM-пакеты


В Ярославской области регистрировалось три групповых очага кори

Синоптик Тишковец: череда тропических ливней в Москве завершена

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

Еще одно здание ГБУ «Жилищник» появится во Внукове


Медведев пробился в четвертьфинал турнира в Вашингтоне

Медведев победил У Ибина и вышел в четвертьфинал турнира ATP в Вашингтоне

Россиянин Сидоренко выиграл соревнования по настольному теннису на Универсиаде‑2025

Теннисистка Калинская вышла в четвертьфинал турнира WTA 500 в Вашингтоне


Работа над качеством: цифровой аудитор внедрен на горячей линии московских судов

Солнечная погода и до 29 градусов тепла ожидаются в Москве 25 июля

Кара небесная: людей какого типа молния поражает смертельным ударом

«Мама меня не продавала»: Киба прокомментировала слухи о долгах своей семьи


Музыкальные новости

Баста, Слава и Шура снимутся в новом документальном сериале «Вирус попсы»

Владимир Высоцкий в виде цифрового аватара «выступит» в Москве

Рэпер Баста открыл свой ресторан в Marins Park Hotel Екатеринбург

Невозможное возможно: две подопечные фонда «Жизнь в Движении» с ограниченными возможностями покорят вершину Эльбруса


Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы

Utrace запускает услугу по валидации IT-систем для фармацевтического рынка

В депо «Чита» будет установлен первый цифровой весоизмерительный комплекс системы подачи песка под колесные пары локомотива

«Деловые Линии» сократили сроки авиаперевозок по более чем 4400 направлений по России


Будь собой, а не "звездой": "Europarty" от White Queen

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

Водитель Audi сбил трех пешеходов, переходивших дорогу на западе Москвы


Водитель Audi сбил трех пешеходов, переходивших дорогу на западе Москвы

На МКАД в Москве произошло массовое ДТП, движение затруднено

В Москве росгвардейцы оказали помощь пострадавшей в ДТП мотоциклистке (видео)

Несколько автомобилей столкнулись на внешней стороне 92-го км МКАД


"Ультиматум Трампа: потенциальные последствия для Путина"

У Путина есть роскошный подарок для Китая: США схватились за голову, узнав о нем

Соболезнования в связи с авиакатастрофой в Амурской области выразили зарубежные лидеры

В сентябре Путину будет представлена обновленная программа строительства кораблей для ВМФ.


Депздрав Москвы оценил ситуацию с распространением нового штамма коронавируса

Штамм коронавируса "стратус" захватил 22% всех вирусных заболеваний в Москве

Депздрав: новый штамм коронавируса «стратус» фиксируют в Москве с мая

Депздрав Москвы: новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая



Фитнес-марафоны на паузе: суд продлил домашний арест блогеру Лерчек

Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

Пластический хирург Софья Абдулаева: подтяжка груди нитями - эффективно ли это

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.



Пять земельных участков для размещения НКО доступны на городских торгах

Две трети россиян считают, что спортсмены зарабатывают слишком много

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России


Лукашенко заявил, что в Белоруссии «на всякий случай» готовятся к войне

Лукашенко поделился мнением о самой идеальной профессии.

Лукашенко с иронией отнесся к санкциям, запрещающим ему въезд в Эстонию

Лукашенко посоветовал не злить его и не допускать падежа в животноводстве


Сергей Собянин. Главное за день

Сергей Собянин осмотрел Дом-музей Федора Конюхова

Сергей Собянин поздравил москвича — победителя международной олимпиады по физике

Мэр Москвы: Улучшим транспортную доступность Южного и Северного Бутова


Исследование выявило снижение инвестиций в экологически чистую энергетику США.

В центре внимания: CorpSoft24 вошел в рейтинг крупнейших ИТ-компаний России

Москвичи теперь должны платить за зарядку своих электромобилей

6 лет вместе. В Москве пройдет выставка, посвященная пандам Жуи и Диндин


Солнечная погода и до 29 градусов тепла ожидаются в Москве 25 июля

Члены семьи Евгения Гинера могли потерять более 1 млрд в финансовой пирамиде

Кара небесная: людей какого типа молния поражает смертельным ударом

Новые возможности для профессионалов: масштабный проект стартовал в Амурской области


Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.

Настольный термотрансферный принтер штрих-кодов iDPRT iE4P

70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский


Россияне выбирают Крым для отдыха с детьми – названы города-лидеры

В центре Балаклавы изменят дорожное движение – причины и сроки

"Россия дала мне возможность быть счастливым": Джефф Монсон в Крыму

Прогноз погоды в Крыму на 25 июля


В Ярославской области регистрировалось три групповых очага кори

Работа над качеством: цифровой аудитор внедрен на горячей линии московских судов

Кто прошёл в финал «Нашей новой музыки»: фото участников

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *