Para ilmuwan di Chiba University, Jepang, telah mengembangkan material karbon baru bernama viciazites yang mampu menangkap CO2 dengan lebih efisien dan melepaskannya pada suhu rendah. Material ini menggunakan gugus nitrogen yang disusun secara presisi untuk menekan biaya energi, sehingga berpotensi memanfaatkan panas buang industri. Terobosan ini dapat membuat penangkapan karbon skala besar menjadi lebih terjangkau.
Tim yang dipimpin oleh Associate Professor Yasuhiro Yamada dari Graduate School of Engineering dan Associate Professor Tomonori Ohba dari Graduate School of Science di Chiba University telah menciptakan viciazites, material karbon dengan fungsionalitas nitrogen yang berdekatan dan terkontrol. Dipublikasikan dalam jurnal Carbon, penelitian ini merinci tiga versi material: satu dengan gugus amina primer (-NH2) yang berdekatan dengan selektivitas 76%, versi dengan nitrogen pirolik yang berdekatan pada 82%, dan versi dengan nitrogen piridinik yang berdekatan pada selektivitas 60%. Material ini diproduksi dengan memanaskan koronen, perlakuan dengan bromin, dan paparan gas amonia, di antara metode lainnya, kemudian diaplikasikan pada serat karbon aktif. Teknik seperti spektroskopi resonansi magnetik inti dan spektroskopi fotoelektron sinar-X mengonfirmasi penempatan nitrogen yang presisi. Uji coba menunjukkan bahwa viciazites dengan -NH2 dan nitrogen pirolik yang berdekatan menangkap CO2 lebih banyak daripada serat yang tidak diberi perlakuan, sementara versi piridinik berkinerja serupa dengan material standar. Fitur yang menonjol adalah desorpsi suhu rendah: material dengan gugus -NH2 yang berdekatan melepaskan sebagian besar CO2 yang tertangkap di bawah suhu 60°C. 'Evaluasi kinerja mengungkapkan bahwa pada material karbon di mana gugus NH2 diperkenalkan secara berdekatan, sebagian besar CO2 yang teradsorpsi terdesorpsi pada suhu di bawah 60 °C. Dengan menggabungkan properti ini dengan panas buang industri, proses penangkapan CO2 yang efisien dengan biaya operasional yang jauh lebih rendah mungkin dapat dicapai,' kata Yamada. Versi nitrogen pirolik membutuhkan suhu yang lebih tinggi tetapi menawarkan stabilitas yang lebih besar. Yamada menambahkan, 'Penelitian ini menyediakan jalur tervalidasi untuk menyintesis material karbon dengan doping nitrogen yang dirancang khusus, menawarkan kontrol tingkat molekuler yang penting untuk mengembangkan teknologi penangkapan CO2 generasi berikutnya yang hemat biaya dan canggih.' Material ini juga dapat menghilangkan ion logam atau bertindak sebagai katalis. Penelitian ini menerima dukungan dari Mukai Science and Technology Foundation, JSPS KAKENHI Grant JP24K01251, dan program ARIM dari MEXT.
