Превращение CO2 в этанол: как алкоголь победит глобальное потепление
Исследовательская группа в Oak Ridge National Laboratory в штате Теннесси, США, разработала способ преобразования углекислого газа в этанол. Открытие это было сделано совершенно случайно: первоначально ученые рассчитывали превратить газ, растворенный в воде, в метанол — химическое вещество, которое получается естественным путем в результате вулканической активности и деятельности анаэробных бактерий. При попадании большого количества метанола в организм человек может ослепнуть. Как бы то ни было, исследователи обнаружили, что в результате у них получается этанол — потенциальный источник топливной энергии и алкогольная основа. Удивительно, но для того, чтобы совершить эту метаморфозу, нужно приложить совсем немного усилий! Читать далее
Устройство для синтеза представляет собой небольшой чип, площадь которого составляет порядка 1 см2. Он покрыт шипами, каждый из которых достигает в поперечнике толщину лишь в несколько атомов. Каждый шип выполнен из атомов азота, покрытых углеродной оболочкой с наконечником из меди. Чип опускают в воду, после чего медь начинает действовать как своеобразный «громоотвод», служа проводником энергии и таким образом помогая молекулам перестроиться и образовать новое соединение до того, как они начнут реагировать с углеродом.
Так выглядит поверхности чипа под микроскопомГлобулы, похожие на спичечные головки — те самые сферы из меди, благодаря которым и происходит синтез
Алекс Рондинон, ведущий исследователь, говорит, что этот процесс напоминает обратное горение — обычно этанол взаимодействует с кислородом, в процессе горения образуя CO2, воду и выделяя большое количество энергии. В данном случае процесс повернут вспять — снабжая раствор энергией, ученые получают метанол из CO2 и воды. Именно использование наноматериалов и позволило предельно упростить процесс синтеза. Сферы меди на концах шипов достигают диаметра всего в несколько атомов, и, тем не менее, играют ведущую роль. В прошлых исследованиях вместо меди использовалась дорогостоящая платина, а потому о массовом производстве подобных чипов не могло идти и речи. Сейчас же команда надеется, что, поскольку их чип сделан из дешевых и общедоступных компонентов, его можно будет использовать в промышленных масштабах.
По мнению Алекса, превращать СО2 в этанол прямо из воздуха на данном этапе непросто, поскольку это весьма энергозатратный процесс. Впрочем, он надеется в будущем разработать еще несколько методик того, как можно быстро превращать вредный парниковый газ в топливо. Это не только улучшит экологию на планете, но и позволит людям получить еще один источник возобновляемого топлива. Схема проста: ветряные генераторы и, к примеру, солнечные панели вырабатывают излишки энергии, которые поступают от основной электросети на то, чтобы превратить воду и газ в метанол. Когда наступает ночь и штиль — топливо используется, чтобы питать электросеть далее. Как бы не была соблазнительна идея просто «выпить» парниковые газы, лучше этого не делать: этанол, которых получается на выходе из системы, содержит большое количество токсичного формиата, поэтому ему предстоит пройти еще несколько стадий очистки, прежде чем спирт можно будет запускать в алкогольную промышленность.
