Oamenii de știință chinezi au creat un nou catalizator bazat pe nanoparticule de fier capabile să transforme „pentru totdeauna” dioxidul de carbon obișnuit și hidrogen într-un amestec de hidrocarburi similar cu benzina, potrivit unui articol publicat în revista Nature Communications.
„În ultimii 200 de ani, cărbunele, petrolul și gazele au fost principalele motoare ale civilizației noastre, baza dezvoltării sale economice și sociale. Combustia de combustibil a dus la eliberarea unei cantități uriașe de CO2 în atmosferă, care astăzi provoacă schimbări climatice negative. Transformarea CO2 în combustibili și substanțe chimice nu numai că ne va ajuta să combatem încălzirea, dar va rezolva și problema epuizării mineralelor”, a declarat Jian Sun, de la Institutul de Fizică Chimică din Dalian, China și colegii săi.
În ultimii ani, oamenii de știință au încercat activ să găsească o modalitate de a converti CO2 atmosferic în biocombustibili și alte substanțe utile. De exemplu, în iulie trecută, fizicienii din Chicago au proiectat o celulă solară care folosește energia lumină pentru a descompune CO2 și a produce monoxid de carbon și hidrogen, iar în octombrie colegii lor de la Oak Ridge National Laboratory au creat un catalizator care transformă dioxidul de carbon în alcool obișnuit.
În principiu, ambele pot fi deja utilizate pentru stocarea energiei, dar acești catalizatori au două dezavantaje majore. Nu reușesc rapid și necesită curățare după câteva zeci de ore de funcționare și, de asemenea, eliberează multe produse secundare.
Sun și echipa sa au rezolvat ambele aceste probleme - catalizatorul lor transformă practic toată dioxidul de carbon în hidrocarburi care stau la baza benzinei și a altor combustibili cu octan ridicat, în timp ce operează cel puțin 1000 de ore (o lună și jumătate) în condiții industriale „normale”.
Este format din două componente - nanoparticule dintr-un compus de oxid de fier și sodiu, precum și așa-numitele zeolit. Zeolitele sunt nanoparticule goale din silicat de aluminiu, care sunt utilizate astăzi pe scară largă pentru purificarea apei și pentru „ambalarea” diverși catalizatori, intrarea cărora molecule în zeolit le schimbă în mod vizibil proprietățile și le face adesea să se comporte mult mai activ decât în formă liberă.
După cum remarcă oamenii de știință, fiecare componentă joacă un rol diferit în acest caz - nanoparticulele de fier „rup” moleculele de dioxid de carbon și îl obligă să se combine cu atomii de hidrogen, iar zeolitele și umpluturile lor contribuie la unificarea unor astfel de „produse semifinite” în lanțuri lungi de hidrocarburi.
Combinația acestor componente, potrivit chimiștilor chinezi, face posibilă realizarea „eternității” reale a unui astfel de catalizator. Eficiența sa, după cum remarcă oamenii de știință, a scăzut cu doar 6% în primele 300 de ore de funcționare și apoi nu s-a modificat, ceea ce indică faptul că este stabil și va rămâne sub această formă mult mai mult de 1000 de ore. În plus, 96% din dioxidul de carbon este transformat într-un analog pe benzină și doar 4% din CO2 este transformat în metan.
Video promotional:
Mai mult decât atât, „buchetul” de hidrocarburi poate fi modificat flexibil prin creșterea sau scăderea proporției de hidrogen și CO2 din amestec și prin modificarea tipului de zeolit care este folosit ca „ambalare” pentru nanoparticule de fier. Folosind panouri solare ca sursă de energie pentru încălzirea acestui amestec de gaze și pomparea acestuia printr-un catalizator, este posibil să stochezi eficient și destul de ieftin energia solară sub forma unui combustibil comun pentru toți, fără a provoca daune mediului, concluzionează Sun și colegii săi.
