A kínai tudósok egy új, vas nanorészecskékre épülő katalizátort hoztak létre, amely képes "örökre" átalakítani a szén-dioxidot és a hidrogént szénhidrogén-keverékké, hasonlóan a benzinhez - állítja a Nature Communications folyóiratban megjelent cikk.
„Az elmúlt 200 évben a szén, az olaj és a gáz volt civilizációnk fő motorja, gazdasági és társadalmi fejlődésének alapja. Az üzemanyag elégetése óriási mennyiségű CO2 kibocsátását eredményezte a légkörben, ami ma negatív klímaváltozást okoz. A szén-dioxid üzemanyagokká és vegyi anyaggá történő átalakítása nemcsak segít a felmelegedés elleni küzdelemben, hanem megoldja az erőforrások kimerülésének a problémáját is”- mondta Jian Sun, a dalianiai Kínai Vegyészeti Fizikai Intézet és munkatársai.
Az utóbbi években a tudósok aktívan próbálták megtalálni a módját, hogy a légköri CO2-t bioüzemanyagokká és más hasznos anyagokká alakítsák. Például tavaly júliusban a chicagói fizikusok napelemet terveztek, amely fényt használ fel a CO2 lebontására, szén-monoxid és hidrogén előállítására, októberében pedig az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium munkatársai katalizátort készítettek, amely a szén-dioxidot szokásos alkoholmá alakítja.
Elvileg mindkettő már felhasználható energiatárolásra, de ezeknek a katalizátoroknak két fő hátránya van. Gyorsan meghibásodnak, és több tíz órás üzemelés után megtisztítást igényelnek, és sok mellékterméket bocsátanak ki.
Sun és csapata mindkét problémát megoldotta - katalizátoruk gyakorlatilag az összes szén-dioxidot szénhidrogénné alakítja, amelyek a benzin és más magas oktánszámú üzemanyag alapjául szolgálnak, miközben legalább 1000 órán át (másfél hónap) működnek "normál" ipari körülmények között.
Két összetevőből áll - vasoxid és nátrium vegyület nanorészecskéiből, valamint az úgynevezett zeolitokból. A zeolitok üreges, alumínium-szilikátból készült nanorészecskék, amelyeket manapság széles körben használnak víztisztításhoz és különféle katalizátorok „csomagolására”, amelyeknek molekulái a zeolitokba történő bejutása észrevehetően megváltoztatják tulajdonságaikat, és gyakran sokkal aktívabban viselkednek, mint a szabad formában.
Mint a tudósok megjegyzik, ebben az esetben minden egyes alkotóelem eltérő szerepet játszik - a vas nanorészecskék „lebontják” a szén-dioxid molekulákat, és arra kényszerítik, hogy kombinálódjanak hidrogénatomokkal, a zeolitok és tölteteik hozzájárulnak az ilyen „félkész termékek” hosszú szénhidrogénláncokká történő egyesítéséhez.
Ezen összetevők kombinációja a kínai vegyészek szerint lehetővé teszi egy ilyen katalizátor tényleges "örökkévalóságának" elérését. Hatékonysága, amint azt a tudósok megjegyezték, csak az első 300 üzemóra alatt csak 6% -kal csökkent, majd nem változott, ami azt jelzi, hogy stabil, és ebben a formában sokkal hosszabb, mint 1000 óra. Ezenkívül a szén-dioxid 96% -a benzin-analógmá, és a szén-dioxid csak 4% -a metánvá alakul.
Promóciós videó:
Ezenkívül a szénhidrogének „csokorja” rugalmasan megváltoztatható oly módon, hogy növelik vagy csökkentik a hidrogén és a CO2 mennyiségét a keverékben, és megváltoztatják a zeolit típusát, amelyet a vas nanorészecskék „csomagolására” használnak. A napelemek energiaforrásként történő felhasználásával a gázkeverék melegítésére és egy katalizátoron keresztül történő szivattyúzására hatékonyan és meglehetősen olcsón tárolható a napenergia mindenki számára közös tüzelőanyag formájában anélkül, hogy a környezetre káros lenne - következtet a Sun és munkatársai.
