Расчет, названный уравнением Коттрелла в честь химика Фредерика Гарднера Коттрелла, который разработал его в 1903 году, может помочь современным исследователям понять несколько реакций, которые может протекать с углекислым газом при применении электрохимии и импульсном воздействии на лабораторный стол.

Электрохимическое восстановление диоксида углерода дает возможность превратить газ из опасного для окружающей среды вещества в сырье для химических продуктов или в среду для хранения возобновляемой электроэнергии в форме химических связей, как это делает природа.

Их работа была опубликована в журнале Катализ ACS.

"Что касается диоксида углерода, то чем лучше мы понимаем пути реакции, тем лучше мы можем контролировать реакцию - а это то, чего мы хотим в долгосрочной перспективе", - сказал ведущий автор Райли Кейсболт Дидоменико, докторант химической инженерии в Корнелле под руководством профессора. Тобиас Ханрат.

"Если мы будем лучше контролировать реакцию, то сможем делать то, что хотим, и когда захотим", - сказал Дидоменико. "Уравнение Коттрелла - это инструмент, который помогает нам достичь этой цели".

Это уравнение позволяет исследователю идентифицировать и контролировать экспериментальные параметры для получения углекислого газа и преобразования его в полезные углеродные продукты, такие как этилен, этан или этанол.

Многие исследователи сегодня используют передовые вычислительные методы, чтобы получить подробную атомистическую картину процессов на поверхности катализатора, но эти методы часто предполагают несколько нюансных допущений, которые затрудняют прямое сравнение с экспериментами, сказал старший автор Тобиас Ханрат.

"Великолепие этого старого уравнения заключается в том, что в нем очень мало допущений", - сказал Ханрат. "Если вы примените экспериментальные данные, то получите лучшее представление об истине. Это старая классика. Это та часть, которая показалась мне прекрасной".

Дидоменико сказал: "Поскольку уравнение Коттрелла старше, оно стало забытой техникой. Это классическая электрохимия. Просто вернуть это на передний план в сознании людей было круто. И я думаю, что это уравнение поможет другим электрохимикам изучать свои собственные системы".

Исследование было поддержано Национальным научным фондом, стипендией Cornell Energy Systems Institute-Corning Graduate Fellowship и инициативой Cornell Engineering Learning Initiative.