Un team di ricerca guidato dal professore associato Ding Pan del Dipartimento di Fisica e dal Dipartimento di Chimica dell’Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong (HKUST), in collaborazione con il Prof. Yuan Yao del Dipartimento di Matematica I complessi meccanismi di reazione dell’anidride carbonica (CO2) in acqua supercritica. Questi risultati sono cruciali per comprendere i meccanismi molecolari di CO2 Mineralizzazione e sequestro in natura e ingegneria, nonché il ciclo di carbonio in profondità all’interno dell’interno della Terra. Questa comprensione aiuterà a aprire la strada a nuove direzioni nelle future tecnologie di sequestro del carbonio. Lo studio è stato pubblicato nel Atti della National Academy of Sciences (PNA)*.
La dissoluzione di CO₂ nell’acqua e le sue successive reazioni di idrolisi sono i processi chiave per un’efficace conservazione del carbonio e della mineralizzazione, svolgendo un ruolo significativo nel sequestro del carbonio per mitigare il riscaldamento globale. Il team del Prof. Pan ha sviluppato e applicato i modelli Markov dei primi principi per rivelare i meccanismi di reazione di CO₂ con acqua supercritica in ambienti di massa e nanoconfinati. Hanno scoperto che il pirocarbonato (C₂o₅²⁻) è una reazione stabile e importante intermedio in ambienti nanoconfinati, che era stato precedentemente trascurato perché il pirocarbonato è altamente instabile e si decompone rapidamente nelle soluzioni acquose. L’aspetto inaspettato del pirocarbonato è correlata al comportamento superonico delle soluzioni confinate. Inoltre, hanno scoperto che le reazioni di carbonatazione coinvolgono il trasferimento di protoni collettive lungo catene idriche transitorie, che presentano comportamenti concertati in soluzioni sfuse ma procede gradualmente sotto il nanoconfine. Questo studio dimostra il grande potenziale dei modelli Markov di primo principi nella chiacchierata della cinetica di reazione complessa nelle soluzioni acquose.
“Il nostro approccio innovativo ci ha permesso di scoprire un nuovo percorso per Co2 Dissoluzione che coinvolge ioni pirocarbonato “, ha affermato il Prof. Chu Li, assistente professore di ricerca del Dipartimento di Fisica.” Il nostro efficiente metodo computazionale non si basa su conoscenze precedenti e può identificare automaticamente i percorsi di reazione senza pregiudizi umani, rivelando meccanismi di reazione sconosciuti basati sul primo Principi di fisica “.
Il Prof. Ding Pan ha aggiunto: “Il nostro metodo impiega tecniche di apprendimento senza supervisione per rivelare l’importanza dei grandi oxocarburi nelle reazioni acquose in condizioni estreme, dimostrando anche che il nanoconfinimento può essere una strategia efficace per la regolazione dei processi chimici. Questi risultati dovrebbero fornire nuove direzioni. Per le future tecnologie di sequestro del carbonio. “
La ricerca è stata supportata dal Hong Kong Research Grants Council, dalla Croucher Foundation e dall’eccellente Fund dei giovani scienziati della National Natural Science Foundation of China. Parte del lavoro computazionale è stata svolta sul supercomputer Tianhe-2 presso il National SuperComputer Center di Guangzhou.
*Nota: il Prof. Chu Li, professore assistente alla ricerca, è il primo autore del documento e, insieme al Prof. Ding Pan, funge da autore corrispondente.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
