ዜና ዋይዝ - ኢኮኖሚውን ለማነቃቃት በካርቦን ላይ የተመሰረቱ ነዳጆች ፍላጎት እየጨመረ መምጣቱ በአየር ውስጥ ያለውን የካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) መጠን መጨመር ቀጥሏል። የካርቦን ዳይኦክሳይድ ልቀትን ለመቀነስ ጥረቶች እየተደረጉ ቢሆንም፣ ይህ በከባቢ አየር ውስጥ ያለውን ጋዝ ጎጂ ውጤቶች አይቀንስም። ስለዚህ ተመራማሪዎች እንደ ፎርሚክ አሲድ (HCOOH) እና ሜታኖል ያሉ ጠቃሚ ንጥረ ነገሮችን በመቀየር የከባቢ አየር CO2ን ለመጠቀም የፈጠራ መንገዶችን አዘጋጅተዋል። የሚታየውን ብርሃን እንደ ማነቃቂያ በመጠቀም የፎቶካታሊስቶችን በመጠቀም የካርቦን ዳይኦክሳይድ ፎቶ መቀነስ ለእንደዚህ አይነት ልወጣዎች ተወዳጅ ዘዴ ነው።
በግንቦት 8፣ 2023 በአንጌዋንድቴ ኬሚ ዓለም አቀፍ እትም ላይ በተገለጸው የቅርብ ጊዜ ግኝት፣ ፕሮፌሰር ካዙሂኮ ማኢዳ እና በቶኪዮ የቴክኖሎጂ ተቋም የምርምር ቡድናቸው ከፍተኛ እድገት አሳይተዋል። የካርቦን ዳይኦክሳይድን መራጭ የፎቶ ቅነሳን የሚያበረታታ የቆርቆሮ (Sn) ብረት-ኦርጋኒክ ማዕቀፍ (MOF) በተሳካ ሁኔታ አዘጋጅተዋል። በቅርቡ የቀረበው MOF KGF-10 የሚል ስያሜ የተሰጠው ሲሆን የኬሚካል ፎርሙላው [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: trithiocyanuric acid, MeOH: methanol) ነው። የሚታየውን ብርሃን በመጠቀም KGF-10 CO2ን በብቃት ወደ ፎርሚክ አሲድ (HCOOH) ይለውጠዋል። ፕሮፌሰር ማኢዳ “እስካሁን ድረስ ብርቅዬ እና ክቡር ብረቶች ላይ ተመስርተው የCO2 ቅነሳን የሚከላከሉ ብዙ በጣም ቀልጣፋ የፎቶካታሊስቶች ተዘጋጅተዋል። ሆኖም ግን፣ ብርሃንን የሚስቡ እና ካታሊቲክ ተግባራትን ከብዙ ብረቶች የተዋቀረ አንድ ሞለኪውላዊ ክፍል ጋር ማዋሃድ ፈታኝ ሆኖ ቀጥሏል።” ስለዚህ፣ Sn እነዚህን ሁለት እንቅፋቶች ለማሸነፍ ተስማሚ እጩ ሆኖ ተገኝቷል።”
የብረታ ብረት እና የኦርጋኒክ ቁሳቁሶችን ጥቅሞች የሚያጣምሩ MOFs፣ ብርቅዬ የምድር ብረቶች ላይ ከተመሠረቱ ባህላዊ የፎቶካታሊስቶች ይልቅ አረንጓዴ አማራጭ ሆነው እየተመረመሩ ነው። SN፣ በፎቶካታሊስት ሂደቶች ውስጥ እንደ ማነቃቂያ እና የብርሃን መምጠጥ ባለሁለት ሚናው የሚታወቀው፣ ለ MOF-ተኮር የፎቶካታሊስቶች አዋጭ አማራጭ ሊሆን ይችላል። ምንም እንኳን ከዚርኮኒየም፣ ከብረት እና ከሊድ የተዋቀሩ MOFs በሰፊው የተጠኑ ቢሆኑም፣ በ Sn-ተኮር MOFs ግንዛቤ አሁንም ውስን ነው። በፎቶካታሊስስ መስክ ውስጥ የ Sn-ተኮር MOFs እድሎችን እና እምቅ አተገባበርን ሙሉ በሙሉ ለማሰስ ተጨማሪ ጥናቶች እና ጥናቶች ያስፈልጋሉ።
ተመራማሪዎቹ በቆርቆሮ ላይ የተመሰረተ MOF KGF-10ን ለማዋሃድ H3ttc (ትሪቲዮሲያኑሪክ አሲድ)፣ MeOH (ሜታኖል) እና ቲን ክሎራይድ እንደ መነሻ ክፍሎች ተጠቅመዋል። 1,3-ዲሜቲል-2-ፌኒል-2,3-ዲሃይድሮ-1H-ቤንዞል[d]ኢሚዳዞል እንደ ኤሌክትሮን ለጋሽ እና ሃይድሮጂን ምንጭ መርጠዋል። ከተዋሃዱ በኋላ የተገኘው KGF-10 ለተለያዩ የትንታኔ ዘዴዎች ተገዝቷል። እነዚህ ሙከራዎች ቁሱ 2.5 eV የሆነ የባንድ ክፍተት ያለው እና በሚታየው የሞገድ ርዝመት ክልል ውስጥ ውጤታማ የመምጠጥ አቅም ያለው መካከለኛ የCO2 የመምጠጥ አቅም እንዳለው አሳይተዋል።
የሳይንስ ሊቃውንት የአዲሱን ቁሳቁስ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት እውቀት በመጠቀም በሚታይ ብርሃን የካርቦን ዳይኦክሳይድን ለመቀነስ ተጠቅመውበታል። በተለይም ተመራማሪዎቹ KGF-10 ያለምንም ረዳት ፎቶሴንሲቴዘር ወይም ማነቃቂያ እስከ 99% ምርጫ ድረስ (HCOO-) ለመቀያየር CO2 እንደሚያገኝ ደርሰውበታል። በተጨማሪም፣ KGF-10 በ400 nm 9.8% እሴት ላይ የደረሰ ታይቶ የማይታወቅ ከፍተኛ የኳንተም ምርት - የፎቶን አጠቃቀም ውጤታማነት መለኪያ - አሳይቷል። በተለይም፣ በፎቶካታሊቲክ ምላሽ ወቅት የተከናወነው መዋቅራዊ ትንተና እንደሚያሳየው KGF-10 የመቀነስ ሂደቱን ለመርዳት መዋቅራዊ ማሻሻያ እያደረገ ነው።
ይህ አዲስ ምርምር ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው በቆርቆሮ ላይ የተመሰረተ የፎቶካታሊስት KGF-10 ያቀርባል፤ ይህም የCO2 መጠንን ለመቀነስ በአንድ አቅጣጫ የሚቀሰቅስ ነው። በዚህ ጥናት ውስጥ የተመለከቱት የKGF-10 አስደናቂ ባህሪያት የፀሐይ ካርቦን ዳይኦክሳይድን (CO2) መቀነስን ጨምሮ በተለያዩ አፕሊኬሽኖች ውስጥ እንደ ፎቶካታሊስት አጠቃቀሙን አብዮታዊ ለውጥ ሊያመጣ ይችላል። ፕሮፌሰር ማኢዳ እንዲህ ሲሉ ደምድመዋል፡- “ውጤቶቻችን እንደሚያሳዩት MOFs በምድር ላይ የሚገኙ መርዛማ ያልሆኑ፣ ወጪ ቆጣቢ እና በብዛት የሚገኙ ብረቶችን በመጠቀም የላቀ የፎቶካታሊቲክ አቅምን ለማዳበር እንደ መድረክ ሆነው ሊያገለግሉ ይችላሉ፤ እነዚህም ብዙውን ጊዜ ሞለኪውላዊ የብረት ውህዶች ናቸው። ሊደረስባቸው የማይቻል ነው።” ይህ ግኝት በፎቶካታሊሲስ መስክ አዳዲስ እድሎችን ይከፍታል እና የምድርን ሀብቶች ዘላቂ እና ቀልጣፋ በሆነ መንገድ ለመጠቀም መንገድ ይጠርጋል።
ኒውስዋይዝ ለጋዜጠኞች ሰበር ዜናዎችን የማግኘት እድል እና ዩኒቨርሲቲዎች፣ ተቋማት እና ጋዜጠኞች ሰበር ዜናዎችን ለታዳሚዎቻቸው የማሰራጨት መድረክ ይሰጣል።