കനസാവ, ജപ്പാൻ, ജൂൺ 8, 2023 /PRNewswire/ — കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ രാസ കുറയ്ക്കൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിന് ടിൻ ഡൈസൾഫൈഡിന്റെ ഒരു അൾട്രാ-നേർത്ത പാളി എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് കനസാവ സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു. ഒരു കാർബൺ ന്യൂട്രൽ സമൂഹത്തിനായി.
വ്യാവസായിക പ്രക്രിയകളിൽ നിന്ന് പുറന്തള്ളുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (CO2) പുനരുപയോഗം ചെയ്യുന്നത് സുസ്ഥിരവും കാർബൺ-ന്യൂട്രൽ സമൂഹവുമായുള്ള മനുഷ്യരാശിയുടെ അടിയന്തിര അന്വേഷണത്തിൽ അനിവാര്യമാണ്. ഇക്കാരണത്താൽ, CO2 നെ മറ്റ് ദോഷകരമല്ലാത്ത രാസ ഉൽ‌പന്നങ്ങളാക്കി കാര്യക്ഷമമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകൾ നിലവിൽ വ്യാപകമായി പഠിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ദ്വിമാന (2D) മെറ്റൽ ഡൈചാൽകോജെനൈഡുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു തരം വസ്തുക്കൾ CO പരിവർത്തനത്തിനുള്ള ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകളായി സ്ഥാനാർത്ഥികളാണ്, എന്നാൽ ഈ വസ്തുക്കൾ പലപ്പോഴും മത്സര പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും അവയുടെ കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കനസാവ സർവകലാശാലയിലെ നാനോബയോളജി സയൻസ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ (WPI-NanoLSI) യസുഫുമി തകഹാഷിയും സഹപ്രവർത്തകരും CO2 നെ ഫോർമിക് ആസിഡാക്കി ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ദ്വിമാന ലോഹ ഡൈചാൽകോജെനൈഡ് തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്, ഇത് സ്വാഭാവിക ഉത്ഭവം മാത്രമല്ല. മാത്രമല്ല, ഈ കണക്ഷൻ ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ലിങ്കാണ്. കെമിക്കൽ സിന്തസിസിന്റെ ഉൽപ്പന്നമാണ്.
തകഹാഷിയും സഹപ്രവർത്തകരും ദ്വിമാന ഡൈസൾഫൈഡിന്റെയും (MoS2) ടിൻ ഡൈസൾഫൈഡിന്റെയും (SnS2) ഉൽപ്രേരക പ്രവർത്തനത്തെ താരതമ്യം ചെയ്തു. രണ്ടും ദ്വിമാന ലോഹ ഡൈചാൽകോജെനൈഡുകളാണ്, രണ്ടാമത്തേത് പ്രത്യേക താൽപ്പര്യമുള്ളതാണ്, കാരണം ശുദ്ധമായ ടിൻ ഫോർമിക് ആസിഡിന്റെ ഉൽപാദനത്തിന് ഒരു ഉൽപ്രേരകമാണെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഈ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പരിശോധനയിൽ CO2 പരിവർത്തനത്തിന് പകരം MoS2 ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനം (HER) ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നുവെന്ന് കാണിച്ചു. HER എന്നത് ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉദ്ദേശിക്കുമ്പോൾ ഉപയോഗപ്രദമാണ്, എന്നാൽ CO2 കുറയ്ക്കുന്നതിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ഇത് അഭികാമ്യമല്ലാത്ത ഒരു മത്സര പ്രക്രിയയാണ്. മറുവശത്ത്, SnS2 നല്ല CO2 കുറയ്ക്കൽ പ്രവർത്തനം കാണിക്കുകയും HER നെ തടയുകയും ചെയ്തു. ബൾക്ക് SnS2 പൊടിയുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ അളവുകളും ഗവേഷകർ എടുത്തു, CO2 ഉൽപ്രേരക കുറയ്ക്കുന്നതിൽ ഇത് കുറഞ്ഞ സജീവമാണെന്ന് കണ്ടെത്തി.
SnS2-ൽ കാറ്റലറ്റിക് ആയി ആക്റ്റീവ് ആയ സൈറ്റുകൾ എവിടെയാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതെന്നും ഒരു ബൾക്ക് സംയുക്തത്തേക്കാൾ ഒരു 2D മെറ്റീരിയൽ മികച്ച രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്നും മനസ്സിലാക്കാൻ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ സ്കാനിംഗ് സെൽ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി (SECCM) എന്ന സാങ്കേതിക വിദ്യ ഉപയോഗിച്ചു. സാമ്പിളുകളിലെ ഉപരിതല പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളോട് സംവേദനക്ഷമതയുള്ള പ്രോബുകൾക്കായി ഒരു നാനോസ്കെയിൽ മെനിസ്കസ് ആകൃതിയിലുള്ള ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സെൽ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു നാനോപിപ്പെറ്റായി SECCM ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഘടനയിലെ "പ്ലാറ്റ്ഫോം" അല്ലെങ്കിൽ "എഡ്ജ്" ഘടകങ്ങൾ മാത്രമല്ല, SnS2 ഷീറ്റിന്റെ മുഴുവൻ ഉപരിതലവും കാറ്റലറ്റിക് ആയി സജീവമാണെന്ന് അളവുകൾ കാണിച്ചു. ബൾക്ക് SnS2 നെ അപേക്ഷിച്ച് 2D SnS2-ന് ഉയർന്ന പ്രവർത്തനം ഉള്ളത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്നും ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു.
നടക്കുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ ഉൾക്കാഴ്ച നൽകാൻ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ സഹായിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച്, 2D SnS2 ഒരു ഉൽപ്രേരകമായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ ഫോർമിക് ആസിഡിന്റെ രൂപീകരണം ഊർജ്ജസ്വലമായി അനുകൂലമായ പ്രതിപ്രവർത്തന മാർഗമായി തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.
ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ CO2 കുറയ്ക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ദ്വിമാന ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകളുടെ ഉപയോഗത്തിലേക്കുള്ള ഒരു പ്രധാന ചുവടുവയ്പ്പാണ് തകഹാഷിയുടെയും സഹപ്രവർത്തകരുടെയും കണ്ടെത്തലുകൾ. "കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ കുറയ്ക്കലിനായി പാർശ്വഫലങ്ങളില്ലാതെ ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ, ആൽക്കഹോളുകൾ, ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ, ആൽക്കീനുകൾ എന്നിവ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ദ്വിമാന ലോഹ ഡൈചാൽകോജെനൈഡ് ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസിസ് തന്ത്രത്തെക്കുറിച്ച് ഈ ഫലങ്ങൾ മികച്ച ധാരണയും വികസനവും നൽകുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഉദ്ധരിക്കുന്നു. "
ലോഹ ഡൈകാൽകോജെനൈഡുകളുടെ ദ്വിമാന (2D) ഷീറ്റുകൾ (അല്ലെങ്കിൽ മോണോലെയറുകൾ) MX2 തരം വസ്തുക്കളാണ്, ഇവിടെ M എന്നത് മോളിബ്ഡിനം (Mo) അല്ലെങ്കിൽ ടിൻ (Sn) പോലുള്ള ഒരു ലോഹ ആറ്റമാണ്, X എന്നത് സൾഫർ (C) പോലുള്ള ഒരു ചാൽകോജെൻ ആറ്റമാണ്. M ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളിയുടെ മുകളിൽ X ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളിയായി ഘടനയെ പ്രകടിപ്പിക്കാം, അത് X ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളിയിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. ദ്വിമാന ലോഹ ഡൈകാൽകോജെനൈഡുകൾ ദ്വിമാന വസ്തുക്കൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവയുടെ (ഗ്രാഫീനും ഉൾപ്പെടുന്നു) ഒരു വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു, അതായത് അവ നേർത്തതായിരിക്കും. 2D വസ്തുക്കൾക്ക് പലപ്പോഴും അവയുടെ ബൾക്ക് (3D) എതിരാളികളേക്കാൾ വ്യത്യസ്തമായ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുണ്ട്.
ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു രാസപ്രക്രിയയായ ഹൈഡ്രജൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ (HER) ഇലക്ട്രോകാറ്റലിറ്റിക് പ്രവർത്തനത്തിനായി ദ്വിമാന ലോഹ ഡൈകാൽകോജെനൈഡുകൾ അന്വേഷിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നാൽ ഇപ്പോൾ, കനസാവ സർവകലാശാലയിലെ യാസുഫുമി തകഹാഷിയും സഹപ്രവർത്തകരും ദ്വിമാന ലോഹ ഡൈകാൽകോജെനൈഡ് SnS2 HER കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നില്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി; ട്രെയിലിന്റെ തന്ത്രപരമായ പശ്ചാത്തലത്തിൽ ഇത് വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു സ്വത്താണ്.
യൂസുകെ കവാബെ, യോഷികാസു ഇറ്റോ, യുത ഹോറി, സുരേഷ് കുകുനൂരി, ഫുമിയ ഷിയോകാവ, ടോമോഹിക്കോ നിഷിയുച്ചി, സാമുവൽ ചോൻ, കൊസുകെ കതഗിരി, സെയു സി, ചിക്കായ് ലീ, യസുതേരു ഷിഗെറ്റ, യാസുഫുമി തകഹാഷി. CO2, ACS XX, XXX-XXX (2023) ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ കൈമാറ്റത്തിനായി പ്ലേറ്റ് 1T/1H-SnS2.
തലക്കെട്ട്: CO2 ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുന്നതിന് SnS2 ഷീറ്റുകളുടെ ഉത്തേജക പ്രവർത്തനം പഠിക്കുന്നതിനായി കോശങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിയിൽ സ്കാനിംഗ് പരീക്ഷണങ്ങൾ.
ലോകത്തിലെ പ്രമുഖ അന്താരാഷ്ട്ര ഗവേഷണ കേന്ദ്രമായ MEXT യുടെ പരിപാടിയുടെ ഭാഗമായി 2017 ൽ കനസാവ സർവകലാശാലയിലെ നാനോബയോളജിക്കൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് (നാനോഎൽഎസ്ഐ) സ്ഥാപിതമായി. ലോകോത്തര നിലവാരമുള്ള ഒരു ഗവേഷണ കേന്ദ്രം സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ് ഈ പരിപാടിയുടെ ലക്ഷ്യം. ബയോളജിക്കൽ സ്കാനിംഗ് പ്രോബ് മൈക്രോസ്കോപ്പിയിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട അറിവ് സംയോജിപ്പിച്ച്, രോഗം പോലുള്ള ജീവജാലങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന സംവിധാനങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഉൾക്കാഴ്ച നേടുന്നതിനായി ബയോമോളിക്യൂളുകളുടെ നേരിട്ടുള്ള ഇമേജിംഗ്, വിശകലനം, കൃത്രിമത്വം എന്നിവയ്ക്കായി നാനോഎൽഎസ്ഐ “നാനോഎൻഡോസ്കോപ്പി സാങ്കേതികവിദ്യ” സ്ഥാപിക്കുന്നു.
ജപ്പാൻ കടലിന്റെ തീരത്തുള്ള ഒരു പ്രമുഖ പൊതുവിദ്യാഭ്യാസ സർവ്വകലാശാല എന്ന നിലയിൽ, 1949-ൽ സ്ഥാപിതമായതു മുതൽ കനസാവ സർവകലാശാല ജപ്പാനിലെ ഉന്നത വിദ്യാഭ്യാസത്തിനും അക്കാദമിക് ഗവേഷണത്തിനും വലിയ സംഭാവനകൾ നൽകിയിട്ടുണ്ട്. വൈദ്യശാസ്ത്രം, കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, മാനവികത തുടങ്ങിയ വിഷയങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന മൂന്ന് കോളേജുകളും 17 സ്കൂളുകളും സർവകലാശാലയിലുണ്ട്.
ജപ്പാൻ കടലിന്റെ തീരത്ത്, ചരിത്രത്തിനും സംസ്കാരത്തിനും പേരുകേട്ട കനസാവ നഗരത്തിലാണ് ഈ സർവകലാശാല സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. ഫ്യൂഡൽ കാലഘട്ടം (1598-1867) മുതൽ, കനസാവയ്ക്ക് ആധികാരികമായ ഒരു ബൗദ്ധിക അന്തസ്സ് ഉണ്ടായിരുന്നു. കകുമ, തകരമാച്ചി എന്നിങ്ങനെ രണ്ട് പ്രധാന കാമ്പസുകളായി വിഭജിച്ചിരിക്കുന്ന കനസാവ സർവകലാശാലയിൽ ഏകദേശം 10,200 വിദ്യാർത്ഥികളുണ്ട്, അവരിൽ 600 പേർ അന്താരാഷ്ട്ര വിദ്യാർത്ഥികളാണ്.
യഥാർത്ഥ ഉള്ളടക്കം കാണുക: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html