Kitajski znanstveniki so ustvarili nov katalizator, ki temelji na železovih nanodelcih, ki lahko "za vedno" pretvorijo navadni ogljikov dioksid in vodik v mešanico ogljikovodikov, podobnih bencinu, piše v članku, objavljenem v reviji Nature Communications.
»V zadnjih 200 letih so bili premog, nafta in plin glavni motorji naše civilizacije, osnova njenega gospodarskega in družbenega razvoja. Izgorevanje goriva je povzročilo sproščanje ogromne količine CO2 v ozračje, kar danes povzroča negativne podnebne spremembe. Pretvarjanje CO2 v goriva in kemikalije nam ne bo pomagalo le v boju proti segrevanju, ampak tudi rešilo problem izčrpavanja virov, je dejal Jian Sun z Inštituta za kemijsko fiziko v Dalianu na Kitajskem in njegovi sodelavci.
V zadnjih letih znanstveniki aktivno poskušajo najti način pretvorbe atmosferskega CO2 v biogoriva in druge koristne snovi. Lani julija so na primer fiziki v Chicagu zasnovali sončno celico, ki uporablja svetlobno energijo za razgradnjo CO2 in proizvodnjo ogljikovega monoksida in vodika, oktobra pa so njihovi sodelavci iz nacionalnega laboratorija Oak Ridge ustvarili katalizator, ki ogljikov dioksid pretvori v običajni alkohol.
Načeloma se oba že lahko uporabljata za shranjevanje energije, vendar imata ta katalizatorja dve glavni pomanjkljivosti. Hitro odpovejo in zahtevajo čiščenje po več deset urah delovanja, sprostijo pa tudi veliko stranskih proizvodov.
Sun in njegova ekipa sta rešila oba problema - njihov katalizator pretvori praktično ves ogljikov dioksid v ogljikovodike, ki so osnova bencina in drugih visokooktanskih goriv, medtem ko je v "običajnih" industrijskih pogojih obratoval vsaj 1000 ur (en mesec in pol).
Sestavljen je iz dveh komponent - nanodelcev spojine železovega oksida in natrija ter iz tako imenovanih zeolitov. Zeoliti so votli nanodelci aluminijevega silikata, ki se danes široko uporabljajo za čiščenje vode in za "pakiranje" različnih katalizatorjev, katerih vnos molekul v zeolite opazno spremeni njihove lastnosti in jih pogosto povzroči, da se obnašajo veliko bolj aktivno kot v prosti obliki.
Kot ugotavljajo znanstveniki, ima vsaka komponenta v tem primeru drugačno vlogo - nanodelci železa "razbijejo" molekule ogljikovega dioksida in ga prisilijo, da se združi z vodikovimi atomi, zeoliti in njihova polnila pa prispevajo k združevanju takšnih "polizdelkov" v dolge verige ogljikovodikov.
Kombinacija teh komponent po mnenju kitajskih kemikov omogoča doseganje dejanske "večnosti" takega katalizatorja. Njegova učinkovitost se je, kot so zapisali znanstveniki, v prvih 300 urah delovanja zmanjšala le za 6%, nato pa se ni spremenila, kar kaže, da je stabilna in bo v tej obliki ostala veliko dlje kot 1000 ur. Poleg tega se 96% ogljikovega dioksida pretvori v analog bencina, le 4% CO2 pa se pretvori v metan.
Promocijski video:
Poleg tega lahko "šopek" ogljikovodikov prilagodljivo spremenimo s povečanjem ali zmanjšanjem deleža vodika in CO2 v mešanici in s spreminjanjem vrste zeolita, ki se uporablja kot "pakiranje" za železove nanodelce. Z uporabo sončnih panelov kot energenta za ogrevanje te mešanice plinov in črpanje s pomočjo katalizatorja je mogoče učinkovito in dokaj poceni shranjevati sončno energijo v obliki skupnega goriva za vse, ne da bi pri tem škodovali okolju, zaključujeta Sun in njegovi sodelavci.