Nakon 150 godina, konačno smo imali proboj prema pretvaranju CO2 u gorivo

Već stoljeće i pol ili više istraživači pokušavaju shvatiti kako učiniti nešto korisno sa svim ugljičnim dioksidom koji lebdi u atmosferi. Imamo hrpu stvari, emitiramo je svaki put kad izdišemo, ali sve što se radi je visiti u atmosferi, čineći naš planet toplijim i uzrokujući brojne potencijalno vrlo neugodne nuspojave u tom procesu.

Znanstvenici bi to učinili stvarno volim pronaći način da sve to pretvori u gorivo, što bi vjerojatno ubilo dvije ptice jednim kamenom dajući nam zamjenu za fosile koji emitiraju stakleničke plinove. Ali to je lakše reći nego učiniti: Ne samo da su se znanstvenici borili da shvate kako pohraniti sve što se smanji od ugljičnog dioksida, oni se još uvijek bore da shvate kako se smanjenje ugljikovog dioksida može čak katalizirati.

Drugim riječima, znanstvenici su se u osnovi petljali s CO2 od sredine 19. stoljeća, miješajući ga s različitim materijalima, zagrijavanjem, itd., Samo povremeno postižući reakciju ("150 godina" je referenca na eksperiment iz 1869. godine u istraživači su koristili elektrokatalizator za pretvaranje CO2 u mravlju kiselinu, konzervans). No, dok su istraživači već dugo razumjeli taj potencijal, nisu doista razumjeli što je dovelo do tih reakcija. To je do sada omogućilo da se eksperimenti provedu na kontrolirani način, zahvaljujući novom eksperimentu koji su proveli istraživači na Tehničkoj školi Columbia University. Nalazi njihovog rada objavljeni su danas u Zagrebu Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti.

"Počeli smo to raditi kao da to rade drugi ljudi, kroz pokušaje i pogreške, i igrajući se s različitim materijalima kako bi vidjeli kako učinkovitost pretvorbe CO2 ovisi o svojstvima materijala", autorica autorica Irina Chernyshova, znanstvena suradnica na Columbia University School of Inženjering i primijenjena znanost, kaže Inverzan. "Ali to bi moglo potrajati životni vijek."

Njihov prodor, objašnjava Chernyshova, ima veze s procesom elektrokemijske redukcije ili konverzijom CO2 u jednostavniju molekulu dodavanjem električne energije. Pomoću površinski pojačane Ramanove spektroskopije, tim je po prvi put uočio da se ugljični dioksid može smanjiti korištenjem jednog intermedijarnog karboksilata koji se veže na površinu ugljika i molekula kisika - umjesto dva.

"Ljudi već 150 godina znaju da je to moguće, ali oni nisu mogli 150 godina komercijalizirati, jer to rade na nesistematičan način", kazala je Chernyshova. "Ne možete pregledati sve materijale u svim mogućim kombinacijama."

Sada kada bolje razumiju elektro redukciju ugljičnog dioksida, istraživači diljem svijeta sada imaju mnogo bolje vodilice za vlastita istraživanja, ne samo u području obnovljive energije, već s ciljem smanjenja CO2 u bilo koji broj korisnijih molekula, na primjer gnojiva, A budući da znamo više o poslovičnom koraku prvog koraka u ovom procesu, eksperimenti postaju mnogo jeftiniji i lakši za izvođenje, nadamo se s nelagodom.

"S ovim znanjem i računalnom snagom", kaže koautor članka Sathish Ponnurangam, u priopćenju za tisak, "istraživači će moći točnije predvidjeti reakciju na različitim katalizatorima i odrediti one najperspektivnije, koje se dalje mogu sintetizirati i testirani.”

Uz napore da se katalizira CO2 korištenjem izravne sunčeve svjetlosti, proces koji se češće naziva umjetna ili polu-umjetna fotosinteza zbog inspiracije koju crpi iz biljaka, napori da se CO2 pretvori u gorivo ili zrak koji se može disati dobivaju paru. Ranije ovog mjeseca, istraživači na Sveučilištu Cambridge u Velikoj Britaniji otkrili su kako učinkovitije razdvojiti molekule vode u vodik (koji se može koristiti kao gorivo) i kisik pomoću enzima koji se nalazi u algama zvanim hidrogenaza.