Novi katalizator može da pretvori ugljen-dioksid u benzin 1.000 puta efikasnije

Povezane objave

• Koje je najhladnije mesto u našem Sunčevom sistemu? 17/04
• Pojavile su se pečurke na Marsu? 27/03
• Turisti u kosmosu: glumica, reditelj i milijarder 14/05

Hemičari iz Stenford Univerziteta, razvili su novi katalizator koji povećava proizvodnju dugolančanih ugljovodonika iz zarobljenog CO2.

U radu objavljenom u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, istraživači navode da im je katalizator koji su razvili pomogao da proizvedu 1.000 puta više butana, najdužeg ugljovodonika koji je mogao da proizvede pod svojim maksimalnim pritiskom, nego standardni katalizator s istom količinom ugljen-dioksida, vodonika, pritiska, toplote i vremena.

„U suštini možemo da stvorimo benzin“, rekao je Mateo Karnjelo, koautor studije. „Da biste uhvatili što je moguće više ugljenika, ono što želite su ugljovodonici najdužih lanaca. Lanci od 8 do 12 atoma ugljenika bi bili idealni.”

Novi katalizator se sastoji od rutenijuma obloženog tankim slojem plastike. Kao i svaki katalizator, i ovaj pronalazak ubrzava hemijske reakcije bez da se istroši u procesu. Rutenijum takođe ima prednost što je jeftiniji od drugih visokokvalitetnih katalizatora, poput paladijuma i platine.

Ključ za povećanje reaktivnosti je sloj porozne plastike na rutenijumu. Katalizator bez premaza bi dobro funkcionisao, ali bi proizvodio samo metan, najkraći ugljovodonični lanac, koji ima samo jedan atom ugljenika vezan za četiri vodonika.

„Neobloženi katalizator je prekriven s previše vodonika na svojoj površini, ograničavajući sposobnost ugljenika da pronađe druge ugljenike za vezivanje“, rekao je Čengšuang Žu, koautor projekta. „Porozni polimer kontroliše odnos ugljenika ka vodoniku i omogućava nam da stvorimo duže ugljenične lance iz istih reakcija.”

Ova posebna, ključna interakcija je demonstrirana korišćenjem sinhrotronskih tehnika u Nacionalnoj laboratoriji SLAC.

Dugo vremena u izradi

Karnjelu i njegovom timu bilo je potrebno sedam godina da otkriju i usavrše novi katalizator, jer što je duži lanac ugljovodonika, to ga je teže proizvesti. Vezivanje ugljenika za ugljenik zahteva toplotu i veliki pritisak, što proces čini skupim i energetski intenzivnim. Zbog toga se sposobnost novog katalizatora da proizvede benzin iz reakcije smatra velikim probojem.

Ovaj istraživač je rekao da bi reaktoru u njegovoj laboratoriji bio potreban samo veći pritisak da bi proizveo sve dugolančane ugljovodonike za benzin, a on i njegov tim su u procesu izgradnje reaktora visokog pritiska.

Iako su ugljovodonici dugih lanaca zapravo inovativna upotreba zarobljenog ugljenika, oni nisu savršeni, priznao je Karnjelo. On takođe radi na drugim katalizatorima i sličnim procesima koji pretvaraju ugljen-dioksid u vredne industrijske hemikalije, poput olefina, koji se koriste za proizvodnju plastike, metanola i „svetog grala“ etanola, koji svi mogu da sekvestriraju ugljenik bez vraćanja ugljen-dioksida u atmosferu.

„Ako možemo da napravimo olefine od CO₂ da bismo napravili plastiku, mi smo ga sekvestrirali u čvrstu čvrstu supstancu koja se može dugoročno skladištiti. To bi bila velika stvar“, rekao je Karnjelo.