Европий позволяет управлять превращением CO₂ в топливо

Учёные из Университета Тохоку обнаружили, что редкоземельный элемент европий (Eu) является ключом к контролю над процессом электрохимического восстановления углекислого газа (CO₂) в ценные продукты, такие как топливо.

Как объяснил профессор Хао Ли, задача состоит в том, чтобы научиться точно управлять этой реакцией и предсказывать её результат. Исследователи выяснили, что, внедряя атомы европия в оксид меди (Cu₂O), можно переключать процесс между получением C₁-продуктов (например, метана CH₄) и более сложных C₂⁺-продуктов, просто меняя концентрацию Eu.

При низкой концентрации европия эффективность получения C₂⁺-продуктов достигает почти 80%. Высокая же концентрация Eu смещает путь реакции в сторону образования метана. Механизм основан на том, как европий влияет на электронную структуру катализатора и промежуточное соединение *CHO, ослабляя или усиливая определённые химические связи.

Эта работа устанавливает чёткий механизм переключения между продуктами с помощью европия как электронного модулятора в медь-оксидных катализаторах. Такое точное управление конверсией CO₂ в топливо поддерживает развитие электрохимических методов производства ценных химикатов и топлива из CO₂, что в долгосрочной перспективе может способствовать углеродно-нейтральному производству и снижению выбросов парниковых газов.

ИИ: Это важный шаг в сторону «цифровой» химии, где желаемый продукт можно буквально «настроить», изменяя параметры катализатора. В перспективе такие технологии могут стать основой для «умных» фабрик, превращающих CO₂ из загрязнителя в сырьё по запросу.