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.








Любовь в сердце и в «Тропикана Парк»

Ваше душевное благополучие важно: когда и как лечение в стационаре становится шагом к себе

Мичков внесен в Книгу знаменитых людей Кунгура, сообщил директор кунгурского музея: «Никаких его трофеев в музее пока нет, к сожалению»

Гордости Angsana Velavaru


La UFC anuncia un mes de octubre mayúsculo

Las 'Guerreras del Agua' se dan un baño de bronce en el Mundial de Singapur

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

Félix Auger-Aliassime


Предрассветная Нёнокса...

НПС построит новые съезды с Северо-Восточной хорды

Специалисты Нацпроектстроя надвигают путепровод СБВ над путями МЦД-2

Дивеево ..


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

The dairy industry would like Gen Z to drink more milk, so they made a Fortnite diner tycoon game

'I destroyed months of your work in seconds' says AI coding tool after deleting a devs entire database during a code freeze: 'I panicked instead of thinking'

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'



В Третьяковке на Кадашевской набережной открылся концертный зал

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве


Автоэксперт Олег Мосеев: автопарк России на 71,3% состоит из машин старше 10 лет

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

Врач Галлямова: сухие шампуни могут навредить коже головы

Врач Щетинина: натуральные соки могут навредить здоровью пожилых


Οфициaльнο: Ποcлeдний aвиaнοceц Ροccии xοтят οтпpaвить нa мeтaллοлοм

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

Отсидевший четыре года за сходство с мошенником не смог доказать невиновность

Математика Савватеева возмутило заявление о "лишних" учителях


Александр Бублик получил хорошую новость от ATP после завоевания титула

Мирра Андреева из России удерживает пятую позицию в рейтинге WTA.

Новак Джокович проводит 900-ю неделю в топ-10 рейтинга ATP

«Следующая остановка — Монреаль!» Потапова полетела в Канаду для участия в «тысячнике»


Математика Савватеева возмутило заявление о "лишних" учителях

Дом с аркой отремонтируют в Отрадном

Еще одно здание ГБУ «Жилищник» появится во Внукове

Οфициaльнο: Ποcлeдний aвиaнοceц Ροccии xοтят οтпpaвить нa мeтaллοлοм


Музыкальные новости

Алексей Учитель снимает фильм о композиторе Дмитрии Шостаковиче

На концерт классической музыки «Мне дорог Бах…» приглашают псковичей

VK Fest 2025 побил рекорд по числу артистов и вошёл в Книгу рекордов России

Симона Юнусова честно высказалась о популярности своего сына Тимати


Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

В Москве завершился сбор с руководителями финансово-экономических подразделений Центрального округа Росгвардии

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

«Каникулы с Росгвардией» проходят в регионах Центральной России


Делегация «ЛокоТех» посетила финал II чемпионата профессионалов ОАО «РЖД» в Екатеринбурге

Кажетта Ахметжанова: 5 камней для усиления женской энергии

Акция «Каникулы с Росгвардией» продолжается в Чеченской Республике

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


На международном ралли «Шелковый путь – 2025» представили новое моторное масло для мотоциклистов

В Подмосковье на видео попало, как школьник на питбайке разбился в жестком ДТП

Водитель Audi сбил трех пешеходов, переходивших дорогу на западе Москвы

На МКАД в Москве произошло массовое ДТП, движение затруднено


Путин отметил успех российских школьников на олимпиаде по физике.

Сигналы становятся всё громче. Переговоры - только ширма. Главное решится не в Стамбуле

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

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


Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

Депздрав Москвы оценил ситуацию с распространением нового штамма коронавируса

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

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



Новый штамм коронавируса "стратус" фиксируют в Москве с мая

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

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

Компания КИТ МЕД представляет революционный аппарат SONOQUEEN — первую в мире анатомическую HIFU-технологию для anti-age терапии в России


Британский журналист: Зеленский - мелкий жулик и крыса, которому «недолго осталось» в этом мире

Мединский дал неожиданный ответ на предложение Киева о встрече Путина и Зеленского 


"Зенит" заключил соглашение с американским защитником Рэндольфом

"Монсон о спортсменах, которые меняют гражданство в сложный период для России"

"Атлетико" заключил соглашение с игроком национальной команды Словакии

Пять земельных участков для размещения НКО доступны на городских торгах


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

Лукашенко поделился мнением о самой идеальной профессии.

Лукашенко посоветовал не злить его и не допускать падежа в животноводстве

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


Собянин: Около 10 тыс. москвичей начали переселение по реновации этим летом

Сергей Собянин поздравил москвича — победителя международной олимпиады по физике

Собянин поддержал проведение конкурса «Лучший книжный магазин Москвы»

Сергей Собянин. Главное за день


Детеныш краснокнижной боливийской обезьяны появился на свет в Московском зоопарке

Московские студенты начали исследовать влияние климатических изменений на сток рек Ямала

Исследование выявило снижение инвестиций в экологически чистую энергетику США.

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


Увοлeн Γуcмaн, οпοɜοpивший Ροccию. Дaдут инοaгeнтa или пοвыcят?

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

Еще одно здание ГБУ «Жилищник» появится во Внукове

Отсидевший четыре года за сходство с мошенником не смог доказать невиновность


70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский

В Нарьян-Маре из-за холодов возобновили подачу отопления в дома

Настольный термотрансферный принтер штрих-кодов iDPRT iE4P

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.


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

Лавандовое поле горит в Симферопольском районе Крыма

Актуальная информация о задержке поездов в Крым и обратно

Поезда "Таврия" по-прежнему задерживаются из-за ЧП в Ростовской области


Отсидевший четыре года за сходство с мошенником не смог доказать невиновность

Ветеринары напомнили жителям Подмосковья о необходимости вакцинации питомцев

Математика Савватеева возмутило заявление о "лишних" учителях

Первая победа «Динамо» в сезоне? «Динамо» — «Ростов»: прогноз и ставка














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