ካናዛዋ፣ ጃፓን፣ ሰኔ 8፣ 2023 /PRNewswire/ — የካናዛዋ ዩኒቨርሲቲ ተመራማሪዎች እጅግ በጣም ቀጭን የሆነ የቲን ዲሰልፋይድ ንብርብር ለካርቦን ገለልተኛ ማህበረሰብ የካርቦን ዳይኦክሳይድን የኬሚካል ቅነሳ ለማፋጠን እንዴት ጥቅም ላይ ሊውል እንደሚችል ሪፖርት አድርገዋል።
ከኢንዱስትሪ ሂደቶች የሚወጣውን ካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል የሰው ልጅ ዘላቂ፣ ከካርቦን-ገለልተኛ ማህበረሰብ ጋር በተያያዘ በሚያደርገው አስቸኳይ ጥረት ውስጥ አስፈላጊ ነው። በዚህ ምክንያት፣ CO2ን በብቃት ወደ ሌሎች ብዙም ጉዳት የማያስከትሉ የኬሚካል ምርቶች መቀየር የሚችሉ ኤሌክትሮካታሊስቶች በአሁኑ ጊዜ በስፋት እየተጠኑ ነው። ባለ ሁለት ገጽታ (2D) የብረት ዲካልኮጂኒድስ በመባል የሚታወቁት የቁሳቁሶች ክፍል ለካርቦን ልወጣ እንደ ኤሌክትሮካታሊስቶች እጩዎች ናቸው፣ ነገር ግን እነዚህ ቁሳቁሶች ብዙውን ጊዜ ተፎካካሪ ምላሾችን ያበረታታሉ፣ ይህም ቅልጥፍናቸውን ይቀንሳል። ያሱፉሚ ታካሃሺ እና የካናዛዋ ዩኒቨርሲቲ የናኖባዮሎጂ ሳይንስ ተቋም (WPI-NanoLSI) ባልደረቦች CO2ን በተፈጥሯዊ ምንጭ ብቻ ሳይሆን ወደ ፎርሚክ አሲድ በብቃት ሊቀንስ የሚችል ባለ ሁለት ገጽታ ብረት ዲካልኮጂኒድ ለይተዋል። ከዚህም በላይ ይህ ግንኙነት የኬሚካል ውህደት መካከለኛ አገናኝ ነው።
ታካሃሺ እና ባልደረቦቻቸው የሁለት-ልኬት ዲሰልፋይድ (MoS2) እና የቲን ዲሰልፋይድ (SnS2) ካታሊቲክ እንቅስቃሴን አነጻጽረዋል። ሁለቱም ባለ ሁለት-ልኬት ሜታል ዲካልኮጂኒድስ ናቸው፣ የኋለኛው ደግሞ ልዩ ትኩረት የሚሰጠው ንፁህ ቆርቆሮ ለፎርሚክ አሲድ ምርት ማነቃቂያ እንደሆነ ስለሚታወቅ ነው። የእነዚህ ውህዶች የኤሌክትሮኬሚካል ምርመራ እንደሚያሳየው የሃይድሮጂን ዝግመተ ለውጥ ምላሽ (HER) ከCO2 ልወጣ ይልቅ MoS2ን በመጠቀም እንደሚፋጠን አሳይቷል። HER የሚያመለክተው ሃይድሮጂን የሚያመነጭ ምላሽ ሲሆን ይህም ሃይድሮጂን ነዳጅ ለማምረት ሲታሰብ ጠቃሚ ነው፣ ነገር ግን የCO2 ቅነሳን በተመለከተ የማይፈለግ ተፎካካሪ ሂደት ነው። በሌላ በኩል SnS2 ጥሩ የCO2 ቅነሳ እንቅስቃሴ አሳይቷል እና HERን አግዷል። ተመራማሪዎቹ የጅምላ SnS2 ዱቄት ኤሌክትሮኬሚካል መለኪያዎችን ወስደዋል እና በCO2 ካታሊቲክ ቅነሳ ላይ ብዙም ንቁ እንዳልሆነ አረጋግጠዋል።
በSnS2 ውስጥ ካታሊቲካል አክቲቭ ስቴቶች የት እንደሚገኙ እና የ2D ቁሳቁስ ከጅምላ ውህድ የተሻለ አፈፃፀም ለምን እንደሚኖረው ለመረዳት፣ ሳይንቲስቶች የስካኒንግ ሴል ኤሌክትሮኬሚካል ማይክሮስኮፒ (SECCM) የሚባል ዘዴ ተጠቅመዋል። SECCM እንደ ናኖፒፔት ጥቅም ላይ ይውላል፣ በናሙናዎች ላይ ለገጽታ ምላሾች ስሜታዊ ለሆኑ መመርመሪያዎች ናኖስኬል ሜኒስኬስ ቅርጽ ያለው ኤሌክትሮኬሚካል ሴል ይፈጥራል። መለኪያዎቹ የSnS2 ሉህ አጠቃላይ ገጽ በካታሊቲካል ንቁ እንደነበር ያሳያሉ፣ በመዋቅሩ ውስጥ ያሉት "መድረክ" ወይም "ጠርዝ" አባሎች ብቻ አይደሉም። ይህ ደግሞ 2D SnS2 ከጅምላ SnS2 ጋር ሲነጻጸር ከፍተኛ እንቅስቃሴ ያለውበትን ምክንያት ያብራራል።
ስሌቶች ስለሚከሰቱት ኬሚካላዊ ግብረመልሶች የበለጠ ግንዛቤ ይሰጣሉ። በተለይም፣ 2D SnS2 እንደ ማነቃቂያ ጥቅም ላይ ሲውል የፎርሚክ አሲድ መፈጠር በኃይል ተስማሚ የሆነ የምላሽ መንገድ እንደሆነ ተለይቷል።
የታካሃሺ እና የሥራ ባልደረቦቻቸው ግኝቶች በኤሌክትሮኬሚካል CO2 ቅነሳ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ባለ ሁለት ገጽታ ኤሌክትሮካታሊስቶችን ለመጠቀም ወሳኝ እርምጃን ያመለክታሉ። ሳይንቲስቶች እንዲህ ሲሉ ይጠቅሳሉ፡- “እነዚህ ውጤቶች የካርቦን ዳይኦክሳይድን ኤሌክትሮኬሚካል ለመቀነስ የካርቦን ዳይኦክሳይድን ኤሌክትሮኬሚካላዊ ቅነሳ ሃይድሮካርቦኖችን፣ አልኮሆልን፣ የሰባ አሲዶችን እና አልኬኖችን ያለ የጎንዮሽ ጉዳቶች ለማምረት የሚያስችል ባለ ሁለት ገጽታ ብረት ዲካልኮጂናይድ ኤሌክትሮካታሊሲስ ስትራቴጂ የተሻለ ግንዛቤ እና ልማት ይሰጣሉ።”
የብረት ዲካልኮጀኒዶች ባለ ሁለት ገጽታ (2D) ወረቀቶች (ወይም ሞኖላይየሮች) MX2 አይነት ቁሳቁሶች ሲሆኑ M እንደ ሞሊብዴነም (ሞ) ወይም ቲን (Sn) ያሉ የብረት አቶሞች ሲሆኑ X ደግሞ እንደ ሰልፈር (C) ያሉ የቻልኮጅን አቶሞች ናቸው። አወቃቀሩ በኤም አቶሞች ንብርብር ላይ እንደ X አቶሞች ንብርብር ሊገለጽ ይችላል፣ እሱም በተራው በX አቶሞች ንብርብር ላይ ይገኛል። ባለ ሁለት ገጽታ ብረት ዲካልኮጀኒዶች ባለ ሁለት ገጽታ ቁሶች ክፍል ናቸው (ይህም ግራፊንንም ያካትታል)፣ ይህም ማለት ቀጭን ናቸው ማለት ነው። ባለ ሁለት ገጽታ ቁሶች ብዙውን ጊዜ ከጅምላ (3D) አቻዎቻቸው የተለያዩ አካላዊ ባህሪያት አሏቸው።
ባለ ሁለት ገጽታ ብረት ዲካልኮጂኒዶች በሃይድሮጂን ዝግመተ ለውጥ (HER) ኬሚካላዊ ሂደት ውስጥ ስላላቸው የኤሌክትሮካታሊቲክ እንቅስቃሴ ምርመራ ተደርጎባቸዋል። አሁን ግን ያሱፉሚ ታካሃሺ እና የካናዛዋ ዩኒቨርሲቲ ባልደረቦች ባለ ሁለት ገጽታ ብረት ዲካልኮጂኒድ SnS2 የHER ካታሊቲክ እንቅስቃሴን እንደማያሳይ ደርሰውበታል፤ ይህ በመንገዱ ስትራቴጂካዊ አውድ ውስጥ እጅግ በጣም አስፈላጊ ባህሪ ነው።
ዩሱኬ ካዋቤ፣ ዮሺካዙ ኢቶ፣ ዩታ ሆሪ፣ ሱሬሽ ኩኩኑሪ፣ ፉሚያ ሺዮካዋ፣ ቶሞሂኮ ኒሺዩቺ፣ ሳሙኤል ቾን፣ ኮሱኬ ካታጊሪ፣ ዘዩ ዢ፣ ቺካይ ሊ፣ ያሱቱሩ ሺጌታ እና ያሱፉሚ ታካሃሺ። Plate 1T/1H-SnS2 ለ CO2, ACS XX, XXX–XXX (2023) ኤሌክትሮኬሚካላዊ ሽግግር.
ርዕስ፡ የካርቦን ዳይኦክሳይድ ልቀትን ለመቀነስ የSnS2 ወረቀቶችን ካታሊቲክ እንቅስቃሴ ለማጥናት በሴሎች ኤሌክትሮኬሚካል ማይክሮስኮፒ ላይ ሙከራዎችን መቃኘት።
የካናዛዋ ዩኒቨርሲቲ ናኖባዮሎጂካል ኢንስቲትዩት (ናኖኤልኤስአይ) በ2017 በዓለም ላይ ግንባር ቀደም የሆነው ዓለም አቀፍ የምርምር ማዕከል MEXT ፕሮግራም አካል ሆኖ ተቋቋመ። የፕሮግራሙ ዓላማ ዓለም አቀፍ ደረጃውን የጠበቀ የምርምር ማዕከል መፍጠር ነው። ናኖኤልኤስአይ በባዮሎጂካል ቅኝት ምርመራ ማይክሮስኮፒ ውስጥ በጣም አስፈላጊ የሆነውን እውቀት በማጣመር እንደ በሽታ ያሉ የህይወት ክስተቶችን የሚቆጣጠሩ ዘዴዎችን ለመረዳት የባዮሞለኪውሎችን ቀጥተኛ ምስል፣ ትንተና እና ማዛባት "ናኖኢንዶስኮፒ ቴክኖሎጂ" አቋቁሟል።
የካናዛዋ ዩኒቨርሲቲ በጃፓን ባህር ዳርቻ ላይ የሚገኝ ግንባር ቀደም የአጠቃላይ ትምህርት ዩኒቨርሲቲ እንደመሆኑ መጠን በ1949 ከተመሰረተበት ጊዜ ጀምሮ በጃፓን ለከፍተኛ ትምህርት እና ለአካዳሚክ ምርምር ከፍተኛ አስተዋጽኦ አድርጓል። ዩኒቨርሲቲው እንደ ህክምና፣ ኮምፒውቲንግ እና ሰብአዊነት ያሉ ዘርፎችን የሚሰጡ ሶስት ኮሌጆች እና 17 ትምህርት ቤቶች አሉት።
ዩኒቨርሲቲው በታሪክና በባህል የምትታወቀው ካናዛዋ ከተማ ውስጥ በጃፓን ባህር ዳርቻ ላይ ይገኛል። ከፊውዳል ዘመን (1598-1867) ጀምሮ ካናዛዋ ከፍተኛ ስልጣን ያለው የምሁራዊ ክብር አግኝታለች። የካናዛዋ ዩኒቨርሲቲ በሁለት ዋና ዋና ካምፓሶች ማለትም ካኩማ እና ታካራማቺ የተከፈለ ሲሆን ወደ 10,200 የሚጠጉ ተማሪዎች ያሉት ሲሆን ከእነዚህም ውስጥ 600ዎቹ ዓለም አቀፍ ተማሪዎች ናቸው።
የመጀመሪያውን ይዘት ይመልከቱ፦ https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html