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.








Аделина Панина: как силой мысли заставить человека написать или позвонить

Любовь в сердце и в «Тропикана Парк»

Арбуз, кукуруза и холодные напитки: диетолог Садыков назвал продукты, которые портят ваш сон летом

«А у кого нет проблем?»: Филипп Киркоров заговорил про здоровье после полученного ожога


OpenAI warns that its new ChatGPT Agent has the ability to aid dangerous bioweapon development

Tourism is increasing over prepandemic levels, overwhelming popular destinations

Why Juventus spent 111m this summer for only one new player

The Best Story Of Chicago Bulls’ Offseason Just Got A Happy Ending


В Курске погиб 36-летний мотоциклист

The sun of the North

Пьяный курянин избил супругу и чуть не задушил её штанами из-за ревности

В Курской области мужчина напал на полицейского


Bungie promises to fix Destiny 2's new metroid-style morph ball as it makes players sick and glitches out on ultrawide monitors

'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'

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



Студия Лебедева запустила образовательный проект, в котором заказчики сами создают свой дизайн

Летняя школа Русского дома приняла детей из Карабаха

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Аудиосказки про Турбозавров теперь на Яндекс Музыке!


Вкусно, полезно и экзотично: краткий гастрогид по Псковской области

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Хаски на Summer Sound – выиграй билеты на Like FM

Лео Канделаки и Анжелика Стубайло сыграют в новую трэвел-игру «Кто куда» на ТНТ


Доцент Суслянок: стерилизовать банки для заготовок можно на пару

Pravda.Ru: лаванда и агастахе помогут преобразить сад

Круизные компании сообщают об изменении маршрутов теплоходов из-за аварии на Городецком гидроузле

В Нижнем Новгороде назвали сроки строительства онкоцентра


Архангельская теннисистка завершила выступление на турнире WTA 250 в Яссах

Буассон завоевала свой первый титул в WTA

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

Теннисистка Мур высказалась о проблемах в антидопинговой системе.


Pravda.Ru: лаванда и агастахе помогут преобразить сад

Рублев вместе с чешской теннисисткой заявился в микст на US Open

Из-за блокировки производителя мирамистина дефицита препарата не ожидается

Сколько избирательных участков откроют в России для голосования на парламентских выборах в Молдове 


Музыкальные новости

Фестиваль Ruskeala Symphony завершился увертюрой Чайковского и фейерверком

Рискнул на 100 тысяч рублей: инженер из Смоленска купил более 1,7 тысячи лотерейных билетов и выиграл автомобиль от «Национальной Лотереи» и РОЛЬФ на VK Fest

Metallica спасла Tomorrowland: фестиваль в Бельгии состоится, несмотря на пожар на главной сцене

Главные фермеры шоу-бизнеса: Джиган и Самойлова приехали на фестиваль в повозке с сеном и овощами


Аудиосказки про Турбозавров теперь на Яндекс Музыке!

Студия Лебедева запустила образовательный проект, в котором заказчики сами создают свой дизайн

Летняя школа Русского дома приняла детей из Карабаха

Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби


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

Сегодня волгодончанин Дмитрий Долматов на шахматном фестивале «Малая Земля» в Новороссийске сделал победный дубль

Рилсмейкер. Услуги Рилсмейкера. Рилсмейкер в Москве. Стоимость работы Рилсмейкера.

В сервисном локомотивном депо «Югра» успешно реорганизован цех по ремонту автотормозного и пневматического оборудования по системе 5S


Рискнул на 100 тысяч рублей: инженер из Смоленска купил более 1,7 тысячи лотерейных билетов и выиграл автомобиль от «Национальной Лотереи» и РОЛЬФ на VK Fest

Сильный ливень заблокировал людей в авто в центре Москвы

Зарядки для электромобилей «Энергия Москвы» станут платными

Москвичей предупредили о задержках наземного транспорта из-за ливня


Путин выразил соболезнования семье председателя Верховного суда Подносовой

Путин отметил успехи российских школьников на математической олимпиаде.

Нам есть чем гордиться: каким будет Национальный центр «Россия» на Краснопресненской набережной

Министр юстиции поделился информацией о роли адвокатов в специальной военной операции.




«Я на инвалидном кресле, он на «Тесле»: что случилось с блогером Мариш Мариш

Собянин: создание 5 центров женского здоровья завершат в этом году

Офтальмолог Кирилл Светлаков: секреты здоровых глаз для тех, кто носит контактные линзы

Уже не крепкий орешек: как Брюс Уиллис живет с неизлечимой болезнью


В центре Киева митингуют против реформ Зеленского

Пока вы не уснули: открытая поддержка Алиевым Киева и «подзатыльник» Зеленскому от Трампа

«СТРАНА.ua»: Зеленский раскритиковал ЕС за непредоставление обещанной помощи


KENGURU GAMES в Звенигороде звенели на всю страну

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

В Москве впервые пройдет фестиваль экстремальных видов спорта

Уже 59 орловчан решили побороться за просветительскую награду «Знание. Премия»


Посланник Трампа рассказал, как «неформально» договаривался с Лукашенко: после нескольких тостов Минск освободил политзаключенных

Юрист Трампа Коул рассказал, как пил водку с Лукашенко в Минске

Лукашенко призвал белорусских нефтяников «не раскачиваться, а бурить и бурить»

Куда Лукашенко хочет пристроить лишних дипломатов


Более 800 спортивных площадок обновят и обустроят в Москве — Сергей Собянин

Собянин: Продолжаем внедрять новый стандарт заботы о женском здоровье в одном месте

Более 800 спортивных площадок обновят и обустроят в Москве - Сергей Собянин

Собянин: Модернизация двух корпусов ГКБ имени Вересаева завершится в этом году


Зарядки для электромобилей «Энергия Москвы» станут платными

Россияне рассказали, по каким критериям выбирают квартиру для покупки в 2025 году

Фестиваль «Сады и цветы»: как Москву превращают в городской оазис

Уже 59 орловчан решили побороться за просветительскую награду «Знание. Премия»


«Желание посеять панику»: в Варшаве призвали поляков покинуть Россию

Из-за блокировки производителя мирамистина дефицита препарата не ожидается

Принимаются заявки на участие в Национальной премии «Человек труда»

Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова


Республика Алтай вошла в десятку регионов России по развитию ипотеки

В Башкирии ревнивец ранил жену шампуром и сдался полиции

Девочка упала при посадке на теплоход в порту Архангельска

Центр подготовки личного состава Северо-Западного округа Росгвардии пополнили призывники


Актуальная информация о задержке поездов в Крым и обратно

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

Поезда в Крым и из Крыма следуют с задержками до пяти часов

В Симферополе наградили юных крымчан за отвагу и решительность


Протест против закона о поиске экстремистских материалов: в Москве прошли задержания активистов у Госдумы

Московское метро парализовано: ливень блокирует движение между станциями метро

Летняя школа Русского дома приняла детей из Карабаха

Парк Юрия Лужкова 19 июля стал площадкой фестиваля The BOWL














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