Naukowcy przypadkowo zamienili dwutlenek węgla w etanol

Naukowcy z amerykańskiego Departamentu Energii w Oak Ridge National Laboratory (ORNL) przypadkowo odkryli proces, który może zamienić dwutlenek węgla (CO2) bezpośrednio w etanol. Chociaż dokładny proces, który zastosowali, raczej nie zostanie powszechnie przyjęty, badania mogą jedynie pomóc w odsunięciu świata od paliw kopalnych.

Obecny proces wykorzystuje mieszaninę różnych katalizatorów - węgla, miedzi i azotu - z nanotechnologią, która zapewnia wytwarzanie pożądanego materiału. Adam Rondinone z ORNL twierdzi, że naukowcy „próbowali zbadać pierwszy krok proponowanej reakcji”, kiedy ku ich zaskoczeniu katalizator zrobił wszystko sam.

Było to miłe zaskoczenie, ponieważ oznaczało to, że naukowcy skutecznie odwracali zanieczyszczenia. „Bierzemy dwutlenek węgla, produkt odpadowy ze spalania, i spychamy tę reakcję spalania wstecz z bardzo wysoką selektywnością do użytecznego paliwa” - powiedział Rondinone.

„Etanol był niespodzianką - niezwykle trudno jest przejść bezpośrednio z dwutlenku węgla do etanolu za pomocą jednego katalizatora”.

Ale dokładnie tak się stało.

Odkrycie ma miejsce, gdy świat stara się znaleźć alternatywy dla paliw kopalnych, które nie mają własnych poważnych problemów. Energia słoneczna jest liderem w tym wyścigu dzięki staraniom firm takich jak Tesla, ale popularny jest również etanol.

To dlatego, że etanol wytwarza niższe emisje niż benzyna, zgodnie z amerykańskim Departamentem Energii, nawet jeśli są one mieszane. Używanie CO2 do bezpośredniego tworzenia etanolu, z niewielkimi ilościami energii i tanich materiałów, jest środowiskowym odpowiednikiem zamiany ołowiu w złoto. Sztuką jest dowiedzieć się, jak to zrobić w dowolnej skali.

Naukowcy doszli do wniosku, w artykule opublikowanym w Chemia Wybierz we wrześniu, przy takim ustawieniu, „nadmierny potencjał (który może zostać obniżony za pomocą właściwego elektrolitu i przez oddzielenie produkcji wodoru od innego katalizatora) prawdopodobnie wyklucza opłacalność ekonomiczną tego katalizatora.” Mówiąc prosto: ten proces nie jest jest wystarczająco wydajny, aby zadowolić firmy.

Ale nadal istnieje nadzieja, jak powiedzieli naukowcy w zeszłą środę: „Proces może być wykorzystany do przechowywania nadmiaru energii elektrycznej wytwarzanej ze zmiennych źródeł energii, takich jak wiatr i energia słoneczna”, aby produkować etanol, jeśli to możliwe. Łączny wpływ przejścia na energię odnawialną i wykorzystanie jej mocy do stworzenia lepszego niż benzyna paliwa, takiego jak etanol, może być znaczny, zakładając, że system ten jest powszechnie stosowany przez konsumentów i przedsiębiorstwa.

Co więcej, naukowcy planują „udoskonalić swoje podejście, aby poprawić ogólną szybkość produkcji i dalej badać właściwości i zachowanie katalizatora” w przyszłości.

Rondinone mówi Odwrotność że zaangażuje to zespół pracujący nad „lepszym zrozumieniem mechanizmu” i „zachowaniem katalizatora w różnych warunkach”.

„Na przykład w tym artykule opisaliśmy katalizator tylko w jednym elektrolicie”, mówi. „Wiemy już, że inne elektrolity znacznie wpływają na aktywność innych reakcji i będą studiować, jak zmodyfikować zachowanie tego katalizatora w różnych warunkach”.

Cel pozostaje ten sam: pomóc w opracowaniu nowych technologii, które są zarówno wydajne, jak i opłacalne ekonomicznie, dzięki czemu laboratorium może pomóc rozwiązać problemy energetyczne świata.

Chociaż technologia jest nadal w fazie badań, zespół ma nadzieję, że udowodnienie tej metody produkcji etanolu zainspiruje przedsiębiorstwa do rozważenia go jako realnego źródła energii.

„Jestem zmotywowany do przestudiowania opartych na nanotechnologii rozwiązań problemów energetycznych, co w tym przypadku pomaga w opracowaniu niedrogich sposobów przeciwdziałania zmianom klimatu” - mówi Rondinone Odwrotność.

„Jeśli uda nam się łatwo i tanio dostosować, ludzie będą bardziej skłonni to zrobić”.