Химики увидели, как углекислый газ из воздуха превращается в графит
Химики в реальном времени увидели, как CO2 при электролизе расплавленных солей превращается в твёрдый углерод. Углекислый газ извлекается из воздуха, атомные связи перестраиваются, и вещество выпадает в осадок; среди продуктов — графит. Об этом пишет сайт Science XXI.
Реакция идёт при нагреве до 500 °C. Группа химического физика Сандера Ратсо (Калифорнийский университет в Беркли) применила методику, которая позволяет одновременно видеть изменения состава и колебания связей. О результатах рассказано в Nature Communications.
Рамановская спектроскопия показала, что превращение CO2 в углерод занимает два этапа. Когда углерод осаждался, приборы фиксировали перекись — вероятное промежуточное соединение. Итоговая форма вещества зависела от катода: на чистом никеле получались нанотрубки и пластины, на сплаве Inconel 600 — преимущественно пластины. Золотой и вольфрамовый электроды давали аморфный углерод, а вольфрам — углеродные нано-луковицы.
По мнению авторов, новые данные помогут точнее настраивать выпуск нужных углеродных материалов, которые применяются в аккумуляторах, смартфонах и промышленном оборудовании. Некоторые предприятия уже внедрили технологию: объёмы продукции составляют от килограммов до тонн.
Традиционные способы выпуска таких материалов сопровождаются выбросами CO2. Если извлекать газ из атмосферы и превращать его в графит, удаётся одновременно получать сырьё и снижать концентрацию газа в воздухе. При питании электролиза ветровой, солнечной или атомной энергией процесс может иметь отрицательный углеродный след.
