Naukowcy z McGill University opracowali metodę przekształcania dwóch najbardziej szkodliwych gazów cieplarnianych w cenne substancje chemiczne przy użyciu światła słonecznego. To przełomowe odkrycie może zarówno rozwiązać problem zmiany klimatu, jak i zaoferować zrównoważoną alternatywę dla produkcji niektórych produktów przemysłowych. Szczegóły opisano w czasopiśmie Applied Catalysis B: Environment and Energy.
Czytaj też:Krok w stronę sztucznej fotosyntezy. Dwutlenek węgla zamieniony w etylen
Dr Hui Su, adiunkt z Electrocatalysis Lab w McGill University, mówi:
Wyobraź sobie świat, w którym spaliny z twojego samochodu lub emisje z fabryki mogłyby zostać przekształcone za pomocą światła słonecznego w czyste paliwo do pojazdów, budulec codziennych tworzyw sztucznych i energię magazynowaną w bateriach. To właśnie taki rodzaj transformacji umożliwia ten nowy proces chemiczny.
Ten katalizator zamieni dwutlenek węgla w zielone paliwo
Emisje dwutlenku węgla są znaczącym czynnikiem zmian klimatu. Są one w dużej mierze wytwarzane przez działalność człowieka, taką jak spalanie paliw kopalnych (węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny), wylesianie i różne procesy przemysłowe. Gdy dwutlenek węgla jest uwalniany do atmosfery, działa jak gaz cieplarniany, zatrzymując ciepło, które w przeciwnym razie uciekłoby w przestrzeń kosmiczną. Proces ten, znany jako efekt cieplarniany, prowadzi do ogólnego ogrzewania naszej planety.
Czytaj też:Sztuczna fotosynteza. Nadchodzi nieograniczone źródło paliw?
To ocieplenie wpływa na wzorce pogodowe, prowadząc do bardziej ekstremalnych zjawisk pogodowych, wzrostu poziomu mórz i zakłóceń ekosystemów. Ograniczenie emisji dwutlenku węgla ma kluczowe znaczenie dla złagodzenia tych skutków, a zaawansowane metody wychwytywania i przekształcania dwutlenku węgla w cenne, czyste źródła energii są niezbędne w łagodzeniu kryzysu klimatycznego.
Metoda zespołu z McGill University wykorzystuje nanoklastry miedzi do wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery, który następnie jest przekształcany w metan. Po wykorzystaniu metanu, wszelki uwolniony dwutlenek węgla jest wychwytywany i poddawany recyklingowi z powrotem do metanu – tworząc zamkniętą “pętlę węglową”, która nie emituje żadnego nowego dwutlenku węgla do atmosfery.
Dr Mahdi Salehi z Electrocatalysis Lab w McGill University mówi:
W naszych symulacjach użyliśmy miedzianych katalizatorów o różnych rozmiarach, od małych z zaledwie 19 atomami do większych z 1000 atomami. Następnie przetestowaliśmy je w laboratorium, skupiając się na tym, w jaki sposób rozmiary klastrów wpływają na mechanizm reakcji. Naszym najważniejszym odkryciem było to, że niezwykle małe miedziane nanoklastry są bardzo skuteczne w produkcji metanu. To było znaczące odkrycie, wskazujące, że rozmiar i struktura miedzianych nanoklastry odgrywają kluczową rolę w wyniku reakcji.
Zespół ma na celu udoskonalenie swojego katalizatora w celu zwiększenia wydajności i zbadanie jego zastosowań przemysłowych, mając nadzieję, że ich odkrycia utorują drogę nowym metodom produkcji czystej, zrównoważonej energii.