Nad stworzeniem cieczy jonowej, która będzie absorbować szkodliwy gaz bez negatywnego wpływu na środowisko, pracują naukowcy z Politechniki Gdańskiej.
Technologie pochłaniania dwutlenku węgla wciąż są modyfikowane, a naukowcy z całego świata pracują nad ich ulepszaniem bądź nad wprowadzaniem nowych pomysłów. Wiele stosowanych obecnie absorbentów CO2, choć spełnia swoją główną funkcję pochłaniacza dwutlenku węgla, posiada różnego rodzaju wady, a część z nich jest jednocześnie szkodliwa dla środowiska naturalnego. Naukowcy z Politechniki Gdańskiej prowadzą badania nad stworzeniem cieczy jonowej, która będzie absorbować szkodliwy gaz bez negatywnego wpływu na środowisko.
Ciecze jonowe to substancje o specjalnych właściwościach. Wpisują się w założenia tzw. zielonej chemii. Charakteryzuje je znikoma prężność par, wysoka trwałość termiczna (wysokie temperatury rozkładu), niskie temperatury topnienia oraz niska toksyczność. Właściwości te pozwalają na ich szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu oraz badaniach naukowych. Jednym z obszarów, gdzie wiąże się z nimi szczególne nadzieje, jest branża energetyczna. Stosowane są one w miejscach wylotowych z różnych procesów, gdzie mogą oczyszczać gazy np. w kominach, płuczkach, skruberach itp.
Naszym celem jest znalezienie takich substancji, które będą jak najlepszym absorbentem dwutlenku węgla, a ich stosowanie będzie jak najbardziej ekologiczne i bezpieczne dla środowiska – tłumaczy Karol Baran, student Wydziału Chemicznego PG i pomysłodawca badań.
Stworzenie nowych cieczy jonowych, o określonych właściwościach, których poszukują naukowcy jest procesem długotrwałym. Jedną z metod jest zastosowanie syntezy wielu związków, co jednak jest niezwykle czasochłonne, kosztowne i mało efektywne.
By znaleźć interesujące nas substancje, nie stosujemy syntezy, tylko prowadzimy badania modelowe z wykorzystaniem metodologii QSPR, czyli metody badania ilościowej zależności między właściwością a strukturą – wyjaśnia prof. Adam Kloskowski. – Prowadząc modelowe badania komputerowe w ramach metod chemometrycznych, symulacyjnych, można znaleźć takie cechy substancji, które decydują o właściwościach, których poszukujemy czyli zdolność do pochłaniania dwutlenku węgla, biodegradowalności, ale również gęstości, lepkości czy przenikalności cieplnej.
Jak wyjaśniają badacze, w pierwszym etapie za pomocą metod statystycznych, uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji zostaną stworzone modele łączące właściwości cieczy jonowych z ich chemiczną strukturą. Następnie zamierzają przeprowadzić symulacje komputerowe z wykorzystaniem dynamiki molekularnej. Pozwolą one zgłębić bliżej mechanizm procesu, dowiedzieć się o sposobie pochłaniania przez ciecz CO2. W ostatnim etapie, mając do dyspozycji ciecze o najlepszych parametrach, naukowcy potwierdzą eksperymentalnie ich właściwości.
Projekt pt. „Czy dobry materiał do pochłaniania dwutlenku węgla powinien być głównie wolną przestrzenią? – studium przypadku 4-kationowych aminokwasowych cieczy jonowych” jest realizowany w ramach programu Radium Learning Through Research Programs. Został dofinansowany kwotą 23 980 zł.
źródło: PG