Лаборатория Ричарда Лю разрабатывает молекулы, которые используют свет для эффективного удаления парниковых газов из воздуха.
Солнце сияет в ясном голубом небе. (Репрезентативное изображение)
Getty Images
Учёные перепробовали бесчисленное множество способов улавливания углерода. Но что, если что-то столь простое и доступное, как солнечный свет, может помочь?
Ричард Ю. Лю, доцент Гарвардского университета, разработал метод, использующий солнечный свет для активации особых органических молекул, известных как фотобазы. Эти молекулы генерируют гидроксид-ионы, способные эффективно захватывать и высвобождать CO₂ из воздуха.
Современные методы прямого улавливания воздуха требуют больших затрат энергии. Подход Лю иной. Используя сам свет в качестве триггера, процесс может стать гораздо более энергоэффективным.
Это открытие представляет собой шаг к масштабируемым решениям для удаления парниковых газов. Лю подчеркивает, что метод обратим и потенциально может работать только на солнечном свете.
Молекулы выполняют работу
Увлечение Лю химией началось в Гарвардском колледже. Изначально он интересовался физикой, но вскоре понял, что его увлекает создание молекул в лаборатории.
Под руководством профессоров Теда Бетли и Эрика Якобсена он научился творчески подходить к молекулам и идти на обдуманный риск.
Во время своей докторской работы в Массачусетском технологическом институте под руководством Стивена Бухвальда Лю изобрел новые катализаторы, позволяющие создавать сложные молекулы из простых строительных блоков. Этот принцип теперь лежит в основе работы его лаборатории в Гарварде.
Лаборатория Лю занимается решением широкого спектра задач. Их исследования охватывают органическую и неорганическую химию, а также материаловедение. Команда работает над органическими окислительно-восстановительными платформами, металлическими катализаторами и молекулами, улавливающими парниковые газы.
Недавний проект по созданию фотобазы был реализован совместно с Дэниелом Г. Носерой, профессором энергетики в Паттерсон-Роквуде. Эта работа наглядно демонстрирует ориентацию Лю на практические решения. В лаборатории работают химики, инженеры и материаловеды, каждый из которых обладает уникальным опытом.
Свет способствует улавливанию углерода
Прямой захват воздуха имеет решающее значение в борьбе с изменением климата, но энергоёмкие методы не получили широкого распространения. Подход Лю предлагает энергосберегающую альтернативу. Разрабатывая молекулы, меняющие своё химическое состояние под действием солнечного света, его команда прокладывает путь к решению, использующему солнечную энергию.
Проект финансировался в основном за счёт гранта NSF CAREER, предоставленного Лю. Несмотря на недавние перебои с федеральным финансированием, которые создали трудности, промежуточная поддержка со стороны Гарварда позволила продолжить исследования.
Помимо практического применения, лаборатория выполняет образовательную миссию. Лю подчёркивает, что её работа даёт студентам возможность исследовать смелые идеи, получать практический опыт и писать диссертации, которые подготовят их к будущей научной карьере.
Лю надеется, что постоянные инвестиции в науку позволят таким открытиям, как фотобазы, выйти из лабораторий в реальный мир. Он отмечает, что университетские исследования, возможно, и не ориентированы на получение прибыли, но могут принести пользу обществу на протяжении поколений.
Используя солнечный свет в качестве катализатора, команда Лю сделала важный шаг на пути к чистому воздуху. Их нововведение демонстрирует, как креативная химия может помочь решить одну из самых насущных проблем планеты.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Chemistry.
Sourse: interestingengineering.com
