Nowa technologia zamienia dwutlenek węgla w paliwo

Haotian Wang jest inżynierem biomolekularnym i chemicznym na Uniwersytecie Rice, który ma zespół naukowców zajmujących się przekształcaniem gazów cieplarnianych w przydatne produkty dla ludzkości. Niedawno Wang i jego grupa stworzyli reaktor zdolny do przekształcania CO2 z naszej atmosfery w czyste paliwo płynne.

W rzeczywistości wytwarzane są wysoko oczyszczone ilości tak zwanego kwasu mrówkowego. Substancja ta zwykle pochodzi z dwutlenku węgla poprzez bardzo kosztowne procesy oczyszczania i uszlachetniania, które zużywają, oprócz biznesowych i konsumenckich znaków dolara w produkcie końcowym, dużo energii. Reaktor zespołowy Wanga stanowi ewolucję w tym sensie, ponieważ wytwarza tę samą substancję bezpośrednio i czysto, eliminując zakres powszechnie stosowanych procesów i zużywając mniej energii.

W testach laboratoryjnych, w których maszyna osiągnęła 100 nieprzerwanych godzin pracy, stwierdzono, że wynalazek osiągnął 42% wydajność konwersji energii. Oznacza to, że prawie połowa energii elektrycznej może być magazynowana w kwasie mrówkowym jako paliwo płynne.

„Kwas mrówkowy jest nośnikiem energii” - wyjaśnia Wang. „Jest to paliwo, które może wytwarzać energię elektryczną i emitować dwutlenek węgla - ponownie nadający się do recyklingu.” Substancja ta ma również ogromne znaczenie w przemyśle inżynierii chemicznej, służąc jako surowiec do tworzenia różnych materiałów.

Co sprawiło, że wszystko było możliwe

Reaktor sprawdził się tylko dzięki dwóm postępom w nauce, jak stwierdza Chaun Xia, główny autor artykułu naukowego na temat wynalazku. Pierwszym postępem było stworzenie solidnego dwuwymiarowego katalizatora wykonanego ze specjalnego pierwiastka chemicznego zwanego bizmutem. „Bizmut jest bardzo ciężkim atomem w porównaniu z metalami przejściowymi, takimi jak miedź, żelazo lub kobalt”, mówi Wang. „Jego ruchliwość jest znacznie niższa, szczególnie w warunkach reakcji, które stabilizują katalizator”.

Drugim postępem jest z kolei wprowadzenie do reakcji stałego elektrolitu, który eliminuje potrzebę soli. Według naukowców najczęstsze procesy transformacji generują produkt końcowy pełen soli. Jednak większość zastosowań wymaga usunięcia tych soli, co jest niezwykle pracochłonną i kosztowną procedurą.

Oczekiwania na przyszłość

Niezadowoleni badacze chcą pójść dalej. Planują dostosować reaktor do produkcji droższych i lepiej znanych substancji, takich jak paliwo etanolowe, kwas octowy i propanol. „Zmniejszenie dwutlenku węgla jest bardzo ważne ze względu na jego wpływ na globalne ocieplenie” - mówi Wang. „Jeśli energia elektryczna pochodzi ze źródeł odnawialnych, takich jak słońce lub wiatr, możemy stworzyć pętlę, która zamienia CO2 w coś użytecznego bez zanieczyszczania go”.