Ilokaasu eli dityppioksidi voidaan tulevaisuudessa ehkä hajottaa katalyyttisesti ilmakehän kannalta vaarattomiksi aineiksi.
Näin lupaavat Jyväskylän yliopiston tutkijat ja heidän kanadalaiset kumppaninsa, joiden tuore tutkimus osoittaa, että dityppioksidi pystyy sitoutumaan vahvasti metalleihin.
Tulos auttaa suunnittelemaan uusia metallikomplekseja, joissa sitoutuminen olisi vielä vahvempaa. Näin dityppioksidia voitaisiin päästä käyttämään laajemmin synteesikemiassa.
Tutkimustulokset julkaisi Angewandte Chemie kansainvälisessä julkaisusarjassaan. Lehti antoi artikkelille erittäin tärkeän julkaisun statuksen.
Maailman dityppioksidipäästöt ovat kasvaneet merkittävästi neljän viime vuosikymmenen aikana. Suurimmat päästölähteet liittyvät maanviljelyyn.
Dityppioksidi on jopa 300 kertaa voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi.
Sukulaisten erilaisuus kummastutti
Luonnossa dityppioksidi muuntuu entsyymien avulla typeksi ja vedeksi. Laboratoriossa prosessia voidaan matkia katalyyttisten metallikompleksien avulla.
Dityppioksidin vuorovaikutuksesta metallien kanssa tiedetään kuitenkin varsin vähän, vaikka hiilidioksidin koordinaatioyhdisteitä tunnetaan runsaasti.
Kemialliset sukulaiset ovat näyttäneet käyttäytyvän hyvin eri tavoin. Asiaa on selitetty hiilidioksidin ja dityppioksidin erilaisella kyvyllä sitoutua metalleihin.
“Yritimme löytää kirjallisuudesta syytä sille, miksi dityppioksidi sitoutuu metalleihin hiilidioksidia heikommin, mutta aiemmat tutkimukset johtivat lähinnä kehäpäätelmiin”, kertoo professori Heikki M. Tuononen tiedotteessa.
”Monessa selityksessä viitattiin dityppioksidin yksittäisiin ominaisuuksiin, mutta lähes samat ominaisuudet löytyvät myös hiilidioksidilta.”
Jyväskylän ja Calgaryn yliopiston tutkijat päättivät paneutua asiaan tarkemmin. He valmistivat samanlaiset hiilidioksidin ja dityppioksidin metallikompleksit ja ryhtyivät analysoimaan niitä sekä kokeellisin että teoreettisin menetelmin.
Pysyvä jopa huoneenlämmössä
Kaksi vuotta kestäneen tutkimuksen tulokset osoittivat, että dityppioksidi ja hiilidioksidi sitoutuvat metalleihin suunnilleen samalla tavoin, dityppioksidi jopa hieman paremmin.
Kun tutkijat valitsivat dityppioksidin kumppaniksi huonosti hapettuvan metallin, he saivat valmistettua harvinaisen kompleksin, joka on pysyvä jopa huoneenlämmössä.
“Dityppioksidi on monin tavoin hyvä hapetin. Se on termodynaamisesti vahva, suhteellisen edullinen ja tuottaa sivutuotteena vain typpikaasua”, Tuononen kuvailee.
Calgaryn yliopiston professorin Roland Roeslerin mielestä olisi hienoa, jos dityppioksidia voitaisiin käyttää laajemmin hapettimena metallikatalysoiduissa reaktioissa.
”Samanaikaisesti on kuitenkin hyvä pitää esillä sen rooli ilmakehän kemiassa”, Roesler sanoo.
(Kuva: Monika Stolar ja Chris Gendy) Kuin kaksi marjaa. Tutkimuksessa valmistetut dityppioksidin ja hiilidioksidin metallikompleksit auttavat ymmärtämään yhtäläisyyksiä ja eroja tärkeiden kasvihuonekaasujen kemiassa.
