Ymchwilwyr yn darganfod catalydd hynod gynhyrchiol

Dyfeisio dull o gynhyrchu swm sylweddol o georgeite, sydd â gallu digyffelyb fel catalydd i gynhyrchu hydrogen o ddŵr

Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Caerdydd wedi llwyddo i gynhyrchu swm sylweddol o fwyn eithriadol o brin am y tro cyntaf erioed. Dim ond mewn dau leoliad ledled y byd y mae'r mwyn hwn i'w ganfod, gan gynnwys mewn hen fwynglawdd copr yn Eryri.

Mae'r mwyn a gafodd ei gynhyrchu, georgeite, wedi'i esgeuluso i raddau helaeth cyn hyn, ond mae wedi dangos priodweddau catalytig rhyfeddol a allai arwain at well dulliau o weithgynhyrchu rhai o'r cynhyrchion mwyaf pwysig yn y diwydiant cemegol.

Mae'r tîm yn Sefydliad Catalysis Caerdydd, wedi dangos bod georgeite yn gatalydd hynod effeithlon yn y broses a ddefnyddir i gynhyrchu hydrogen o ddŵr, sy'n gynhwysyn hanfodol a gaiff ei ddefnyddio i weithgynhyrchu methanol ac amonia. Dyma'r sail i gannoedd o gemegau, gan gynnwys tanwyddau, plastigion, paent, toddyddion a gwrtaith.

Cyhoeddwyd y canfyddiadau heddiw yn Nature.

Mae Georgeite yn perthyn i deulu o fwynau o'r enw hydrocsicarbonadau copr, a gaiff eu defnyddio'n eang fel catalyddion yn y diwydiant cemegol.

Er bod ymchwilwyr yn gyfarwydd â mwynau eraill yn y grŵp hwn, fel malachit, aurichalsit a rosasit, ni wyddom lawer am georgeite, am ei fod mor eithriadol o brin, ac oherwydd ei natur anhrefnus, ei ansefydlogrwydd a'i burdeb isel.

Am y tro cyntaf erioed, mae'r tîm wedi llwyddo i greu swm sylweddol o georgeite yn y labordy, ar ei ffurf buraf – ym myd natur, dim ond fel gwaddod amhur y caiff ei ganfod.

Mae llwyddiant y tîm yn deillio o ddefnyddio techneg o'r enw dyddodiad gwrth-doddiannol uwch-gritigol (SAS: supercritical anti-solvent precipitation), sy'n golygu creu deunydd solet o doddiant hylif. Y deunydd cychwynnol, neu'r asiant toddiannol, oedd carbon deuocsid uwch-gritigol – ffurf ar y nwy adnabyddus.

Roedd gan y mwyn a grëwyd yn gyflym yn sgîl hyn, strwythur amorffaidd iawn sy'n cyfrannu at ei weithgarwch uchel wrth gataleiddio adweithiau.

Dywedodd yr Athro Graham Hutchings, Cyfarwyddwr Sefydliad Catalysis Caerdydd: "Rydym wedi dangos y gallwn gynhyrchu swm sylweddol o ddeunydd sydd wedi cael ei ystyried yn hanesyddol yn ddeunydd prin iawn.

"Yn ogystal, rydym wedi darganfod yr amodau i wneud fersiwn pur iawn o'r mwyn hwn yn weddol hawdd. Ym myd natur, dim ond fel gwaddol amhur y caiff ei ganfod." 

Bu'r Athro Hutchings a'i dîm yn profi gallu catalytig georgeite yn erbyn catalyddion a gaiff eu defnyddio'n fasnachol yn yr adwaith symud dŵr-nwy – proses hynod bwysig yn y diwydiant cemegol, lle mae dŵr yn adweithio â charbon deuocsid, ym mhresenoldeb catalydd, i gynhyrchu hydrogen.

"Gwelsom fod y georgeite yn gatalydd gwych yn yr adwaith symud dŵr-nwy, ac roedd yn hynod gynhyrchiol o'i gymharu â'r catalydd masnachol a ddefnyddir yn y diwydiant ar hyn o bryd," parhaodd yr Athro Hutchings.

Roedd y tîm hefyd yn cynnwys ymchwilwyr o Ganolfan Catalysis y DU, Coleg Prifysgol Llundain, Diamond Light Source, Prifysgol Lerpwl, Prifysgol Dechnegol Denmarc, Prifysgol Lehigh a Johnson Matthey.