Novi katalizator dramatično povećava efikasnost pretvaranja CO2 u gorivo

Povezane objave

• Mlečni put je veći nego što se do sada mislilo 03/04
• Pogledajte prve fotografije najudaljenije tačke svemira 29/12
• Ekstrovertni ljudi češće kupuju luksuzne stvari 19/09

Najnoviji napredak dolazi u formi novog katalizatora, sposobnog da izbaci kratkolančane molekule ugljenika sastavljene od ugljen-dioksida, brzinom koja prethodne metode prosto oduvava.

Tehnologija koju su razvili hemijski inženjeri na Univerzitetu Stenford, pretvara otpadni CO₂ i dobru dozu vodonika u lance etana, propana, pa čak i butana, zapravo molekula koji mogu poslužiti kao izvor goriva.

„U osnovi možemo da stvorimo benzin“, kaže Mateo Karnjelo, hemijski inženjer na Univerzitetu Stenford.

Poslednjih godina ne manjka napora da se pronađu ekonomični načini da se ugljenik izvuče iz vazduha i pretvori u nešto za šta će ljudi želeti da plate, kao što su gorivo ili sintetički materijali poput plastike.

Izazov je napraviti nešto što će umanjiti ogromnu količinu ugljenika koju svake godine ubacujemo u atmosferu. To znači brz proces koji se može jeftino povećati, zaključavajući što je moguće više ugljenika u svaki molekul.

“Da biste uhvatili što je moguće više ugljenika, želite najduži lanac ugljovodonika. Lanci s 8 do 12 atoma ugljenika bi bili idealni”, kaže Karnjelo.

Trenutne tehnologije se bore da se približe ovom cilju. Što je lanac duži, potrebno je više toplote i pritiska, što proces čini manje efikasnim i skupljim.

Karnjelo i njegov tim fokusirali su svoje istraživanje na organske polimere, materijale s porama koje se lako mogu skalirati kako bi odgovarale vrsti strukture koja je potrebna za maksimizovanje reaktivnosti ugljen-dioksida i vodonika u lancima.

U kombinaciji s efikasnim katalitičkim metalom da bi se ubrzao proces (u ovom slučaju, element rutenijum u kombinaciji sa titanijum-oksidom), istraživači bi mogli da poboljšaju efikasnost modelovanjem strukture pora polimera.

I poboljšali su ga, pokazujući desetostruko povećanje u prometu ugljeničnih lanaca visoke molekularne težine.

Zanimljivo je da se stopa proizvodnje lanaca butana s četiri atoma ugljenika povećala 1.000 puta prevlačenjem katalizatora specifičnom vrstom poroznog organskog polimera.

„Neobloženi katalizator je prekriven s previše vodonika na svojoj površini, ograničavajući sposobnost ugljenika da pronađe druge karbonate za vezivanje“, kaže hemijski inženjer Čengšuang Žu, doktorand u Karnjelovoj laboratoriji.

„Porozni polimer kontroliše odnos ugljenika spram vodonika i omogućava nam da stvorimo duže ugljenične lance iz istih reakcija.”

U idealnom slučaju, bilo koja količina ugljenika koju bismo mogli da izvučemo iz atmosfere trebalo bi da bude zaključana zauvek. Ugljenično neutralna goriva mogu pomoći u rešavanju ekonomskoj održivosti takve tehnologije, na račun jednostavnog stvaranja sistema cirkulisanja atmosferskog vodonika.

Korak ka izbacivanju više butana, za koji je manje verovatno da će brzo ispariti u gas na sobnoj temperaturi i procuriti u atmosferu poput manjih lanaca, je značajan.

Ipak, uz dalje istraživanje, ova vrsta hemijskog procesa bi mogla proizvesti stabilnije oblike ugljovodonika koji bi mogli da se ugrade u trajnije strukture koje bismo želeli da bezbedno skladištimo.

Naravno, prirodno rešenje za izdvajanje ugljenika i njegovo pakovanje u biološke materijale će uvek biti prioritet broj jedan. Ništa nije bolje od zaključavanja CO2 u obliku biljaka.

Ali ako nam ovo pomaže da se odviknemo od zavisnosti od fosilnih goriva pre nego kasnije, to je rešenje kojem vredi težiti.