Pengembangan reaksi elektrokimia baru untuk mendekarbonisasi sistem energi kita

Profesor Kimia MIT Yogesh Surendranath bergabung dengan fakultas MIT pada tahun 2013. “Salah satu fitur paling menarik dari departemen ini adalah komposisi yang seimbang antara program tahun pertama dan profesor senior. Ini telah menciptakan suasana yang bersemangat dan ramah yang sangat kolaboratif, ”katanya. “Tapi lebih dari segalanya, itu adalah mahasiswa MIT yang fenomenal yang mendorong saya mundur. Intensitas dan antusiasmenya yang mendorong sains. ”Kredit: Gretchen Ertl

DENGANYogesh Surendranath ingin mendekarbonisasi sistem energi kita: dengan mengembangkan reaksi elektrokimia baru, ia berharap menemukan cara baru untuk menghasilkan energi dan mengurangi gas rumah kaca.

Listrik memainkan banyak peran dalam hidup kita, mulai dari menerangi rumah kita hingga menyalakan teknologi dan peralatan yang kita andalkan setiap hari. Listrik juga dapat berdampak signifikan pada skala molekuler, dengan memberi makan reaksi kimia yang menghasilkan produk bermanfaat.

Bekerja pada tingkat molekuler ini, profesor kimia MIT Yogesh Surendranath memanfaatkan listrik untuk mengatur ulang ikatan kimia. Reaksi elektrokimia yang berkembang memiliki potensi untuk proses tersebut, seperti memecah air menjadi bahan bakar hidrogen, menciptakan sel bahan bakar yang lebih efisien, dan mengubah produk limbah seperti karbon dioksida menjadi bahan bakar yang bermanfaat.

“Semua penelitian kami adalah tentang dekarbonisasi ekosistem energi,” kata Surendranath, yang baru-baru ini mendapatkan mandat di Departemen Kimia MIT dan merupakan direktur asosiasi dari Pusat Penangkapan, Pemanfaatan, dan Penyimpanan Karbon, salah satu dari energi rendah karbon. dipimpin oleh MIT Energy Initiative (MITEI).

Meskipun karyanya memiliki banyak aplikasi untuk meningkatkan efisiensi energi, sebagian besar proyek penelitian kelompok Surendranath telah muncul dari minat dasar laboratorium untuk mengeksplorasi, pada tingkat molekuler, reaksi kimia yang terjadi antara permukaan elektroda dan cairan.

“Tujuan kami adalah untuk menemukan proses utama dari pembatasan kecepatan dan langkah-langkah kunci dari mekanisme reaksi yang memunculkan satu produk di atas produk lainnya, sehingga kami dapat secara rasional mengontrol properti suatu bahan dengan cara tertentu. agar bisa lebih selektif dan melaksanakan reaksi umum secara efektif, ”katanya.

Konversi energi

Lahir di Bangalore, India, Surendranath pindah ke Kent, Ohio, bersama orang tuanya ketika dia berusia 3 tahun. Bangalore dan Kent memiliki pusat terpenting di dunia untuk mempelajari bahan kristal cair, bidang di mana ayah Surendranath, seorang ahli kimia organik, mengkhususkan diri.

“Ayah saya sering membawa saya ke lab, dan meskipun orang tua saya mendorong saya untuk mengejar kedokteran, saya pikir minat saya pada sains dan kimia mungkin terbangun pada usia dini karena pengalaman ini. “Surendranath mengenang.

Meskipun tertarik pada semua sains, dia mengurangi fokusnya setelah mengambil kelas kimia pertamanya di Universitas Virginia, dengan seorang profesor bernama Dean Harman. Dia memutuskan untuk mendapatkan gelar ganda dalam kimia dan fisika dan akhirnya meneliti di lab kimia anorganik Harman.

Setelah lulus dari UVA, Surendranath datang ke MIT untuk melanjutkan studi pascasarjana, di mana penasihat tesisnya adalah profesor MIT Daniel Nocera. Bersama Nocera, dia mengeksplorasi penggunaan listrik untuk memisahkan air sebagai cara untuk menghasilkan hidrogen dengan cara yang dapat diperbarui. Penelitian doktoral Surendranath berfokus pada pengembangan metode untuk mengkatalisasi setengah dari reaksi yang mengekstraksi gas oksigen dari air.

Dia menjadi lebih terlibat dalam pengembangan katalis saat melakukan fellowship postdoctoral di University of California di Berkeley. Di sana ia menjadi tertarik pada nanomaterial dan reaksi yang terjadi pada antarmuka antara katalis padat dan cair.

“Antarmuka ini adalah tempat banyak proses utama yang terlibat dalam konversi energi dalam teknologi elektrokimia seperti baterai, elektroliser, dan sel bahan bakar terjadi,” katanya.

Pada 2013, Surendranath kembali ke MIT untuk bergabung dengan fakultas, pada saat banyak profesor junior lainnya dipekerjakan.

“Salah satu karakteristik yang paling menarik dari departemen ini adalah komposisinya yang seimbang antara tahun-tahun pertama karir dan profesor atas. Ini telah menciptakan suasana yang bersemangat dan ramah yang sangat kolaboratif, ”katanya. “Tapi lebih dari segalanya, itu adalah mahasiswa MIT yang fenomenal yang mendorong saya mundur. Intensitas dan antusiasmenya yang mendorong sains. “

Dekarbonisasi bahan bakar

Di antara banyak reaksi elektrokimia yang coba dioptimalkan lab Surendranath adalah konversi karbon dioksida menjadi bahan bakar kimia sederhana seperti karbon monoksida, etilen, atau hidrokarbon lainnya. Proyek lain berfokus pada mengubah metana yang terbakar dari sumur minyak menjadi bahan bakar cair seperti metanol.

“Untuk dua area ini, idenya adalah mengubah karbon dioksida dan bahan baku rendah karbon menjadi produk kimia dan bahan bakar bahan mentah. Teknologi ini penting untuk dekarbonisasi sektor bahan kimia dan bahan bakar, ”kata Surendranath.

Proyek lain termasuk meningkatkan efisiensi katalis yang digunakan untuk elektrolisis air dan sel bahan bakar dan produksi hidrogen peroksida (disinfektan serbaguna). Banyak dari proyek ini muncul dari keinginan siswa mereka untuk mengejar masalah yang sulit dan melacak temuan yang tidak terduga, kata Surendranath.

“Kegembiraan sejati saya di sini, selain sains, adalah melihat siswa yang telah saya bimbing untuk tumbuh dan dewasa menjadi ilmuwan independen dan pemimpin pemikiran, dan kemudian keluar dan meluncurkan karier independen mereka sendiri, sudah baik di industri atau akademisi, “katanya.” Peran sebagai mentor bagi generasi ilmuwan berikutnya di bidang saya sangat bermanfaat. “

Meski menjalankan pekerjaannya dengan serius, Surendranath dan murid-muridnya suka menjaga mood di lab. Ia kerap membawa mangga, kelapa, dan buah-buahan eksotis lainnya untuk dibagikan dan suka menerbangkan layang-layang, sejenis layang-layang yang memiliki beberapa garis, memungkinkan mereka melakukan manuver akrobatik seperti delapan sosok. Dari waktu ke waktu juga terlihat membuat binatang dengan balon atau meniup gelembung sabun yang sangat besar.

“Grup saya telah benar-benar memupuk lingkungan yang luar biasa positif, kolaboratif, dan merangsang di mana kami pergi setelah masalah yang sangat sulit dan bersenang-senang sepanjang jalan,” kata Surendranath. “Saya merasa senang bekerja dengan orang-orang yang telah berinvestasi begitu banyak dalam upaya penelitian dan membangun budaya yang menyenangkan untuk diajak bekerja sama setiap hari.”

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Genom manusia modern tertua, direkonstruksi menggunakan DNA tengkorak berusia 45 tahun

Tengkorak dari Gua Zlatyk dekat Praha ini adalah milik orang modern paling awal yang diketahui di Eropa. Penulis: Marek Jantach Tengkorak fosil seorang wanita...

Peralihan rahasia yang luar biasa terbuka yang dapat merevolusi pengobatan serangan jantung

Para peneliti di Victor Chang Institute for Heart Research di Sydney telah menemukan gen baru yang penting yang kami harap dapat membantu jantung manusia...

Newsletter

Subscribe to stay updated.