با مصرف زیاد سوخت‌های فسیلی، مقدار قابل توجهی دی‌اکسید‌کربن در جو منتشر می‌شود و موجب مشکلات جدی زیست‌محیطی از جمله گرمایش زمین می‌گردد. یک سیستم هیبریدی زیستی-غیرآلی می‌تواند به طور مؤثر از مزایای دو سیستم الکتروکاتالیست و سنتز زیستی استفاده کند و به یک بازدهی بسیار بالا در تبدیل کربن‌دی‌اکسید به محصولات با ارزش افزوده‌ی بالا دست یابد.
ترکیب الکتروکاتالیست و سنتز زیستی به یک الکتروکاتالیست با عملکرد کاتالیزوری بالا و سازگاری زیستی عالی نیاز دارد. یک مقاله‌ی تحقیقاتی تحت عنوان “سیستم هیبریدی بیوسنتزی-تجزیه‌ی آب جهت تبدیل دی‌اکسید‌کربن با استفاده از نانو ذرات نیکل در نانولوله‌های کربنی” در مجله‌ی ChemSusChem که با همکاری یک تیم تحقیقاتی مشترک از دانشکده‌ی مهندسی‌شیمی و زیست‌شناسی دانشگاه Zhejiang انجام شده است، منتشر گردید.
در ترکیب نیکل داخل نانولوله‌های کربنی، نانوذرات نیکل به طور موفقیت‌آمیزی در نانولوله‌های کربنی به صورت کپسول قرار گرفتند. این ترکیب با بهره‌گیری از ساختار منحصربه‌فرد، عملکرد کاتالیزوری بالا و سازگاری عالی زیست‌محیطی را سیستم هیبریدی زیستی_غیرآلی، به طور همزمان به نمایش گذاشته است.
تبدیل کارآمد دی‌اکسید‌کربن به پلی‌بتا‌هیدروکسی‌بوتیرات (PHB) در این سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته است. هیبرید Ni-N-C با یک اتوتروپ اکسید‌کننده‌ی هیدروژن-Cupriavidus necator H16- ترکیب شد تا یک سیستم بیولوژیکی تجزیه‌ی آب برای تبدیل دی‌اکسید‌کربن به PHB به وجود آید. در این سیستم، بر اساس ساختار تعبیه شده، نانو ذرات نیکل از باکتری‌ها جدا شده و از تماس مستقیم بین نیکل و باکتری جلوگیری می‌شود. هم‌چنین با کپسول کردن نانو ذرات نیکل به نانولوله‌های کربنی، مانع از شست‌وشوی یون‌های نیکل می‌شوند که به طور قابل توجهی سازگاری‌زیستی این سیستم را بهبود می‌بخشد.
هزینه‌ی پایین ترکیب Ni-N-C، آن را جایگزین خوبی برای کاتالیزور تجاری Pt/C کرده است. این تحقیق، یک استراتژی مهم برای طراحی الکتروکاتالیست‌هایی با عملکرد کاتالیزوری بالا و سازگاری زیستی عالی در ساخت سیستم هیبریدی زیستی-غیرآلی جهت تبدیل کارآمد دی‌اکسید‌کربن به محصولات با ارزش بالا را فراهم می‌کند.
☑ لینک خبر
