След 150 години, ние най-накрая имахме пробив към превръщането на CO2 в горивото

За век и половина или повече изследователите се опитват да разберат как да направят нещо полезно с целия въглероден диоксид, плаващ в атмосферата. Имаме много неща, излъчваме го всеки път, когато издишваме, но всичко, което правим, е да се мотае в атмосферата, което прави нашата планета по-топла и причинява редица потенциално много неприятни странични ефекти в процеса.

Учените биха наистина ли обичам да намеря начин да превърнем всичко в гориво, което вероятно ще убие два птици с един камък, като ни даде заместител на вкаменелости, излъчващи парникови газове. Но това е по-лесно да се каже, отколкото да се направи: учените не само се борят да разберат как да съхранят каквото и да е намалено от въглеродния диоксид, те все още се борят да разберат как намаляването на въглеродния диоксид дори може да бъде катализирано на първо място.

С други думи, от средата на 19-ти век учените всъщност се забъркваха с въглероден диоксид, смесвайки го с различни материали, загрявайки го и т.н., само понякога постигайки реакция („150 години” е препратка към експеримент от 1869 г. в които изследователите са използвали електрокатализатор за превръщане на CO2 в мравчена киселина, консервант). Но докато изследователите отдавна са разбрали този потенциал, те наистина не разбират какво прави тези реакции. Това направи провеждането на експерименти по контролиран начин невъзможно, досега благодарение на нов експеримент, извършен от изследователи от инженерното училище Columbia University. Констатациите от тяхната книга бяха публикувани днес в Известия на Националната академия на науките.

„Започнахме да правим това, както другите хора правят това, чрез опити и грешки, и да играем с различни материали, за да видим как ефективността на преобразуването на CO2 зависи от свойствата на материалите”, главна авторка Ирина Чернишова, научен сътрудник в Columbia University School of Инженеринг и приложни науки, разказва Inverse. - Но това може да отнеме живот.

Техният пробив, обяснява Чернишова, е свързан с процеса на електрохимична редукция или превръщането на CO2 в по-проста молекула чрез добавяне на електрическа енергия. Използвайки повърхностно-раманова спектроскопия, екипът е в състояние да наблюдава за първи път, че въглеродният диоксид може да бъде намален с помощта на един междинен карбоксилат, който се свързва с повърхността на въглеродните и кислородните молекули - вместо две.

„В продължение на 150 години хората са знаели, че това е възможно, но те не могат да го комерсиализират от 150 години, защото го правят по несистематичен начин“, каза Чернишова. "Не можете да преглеждате всички материали във всички възможни комбинации."

Сега, когато те разбират по-добре въглеродния диоксид, изследователите от целия свят сега имат много по-добри направляващи релси за собствените си изследвания, не само в областта на възобновяемата енергия, но с цел да намалят CO2 в много по-полезни молекули, например торове, И тъй като ние знаем повече за пословичната „стъпка 1“ на този процес, експериментите стават много по-евтини и по-лесни за изпълнение, надяваме се с ефекта на удари.

"С това знание и изчислителна сила," казва съавторът на вестника Сатиш Поннурангам, в изявление за пресата, "изследователите ще могат да прогнозират по-точно реакцията на различни катализатори и да определят най-обещаващите, които могат да бъдат синтезирани и тествани."

Наред с усилията за катализиране на CO2, използвайки пряка слънчева светлина, процесът по-известен като изкуствен или полу-изкуствен фотосинтез поради вдъхновението, което черпи от растенията, усилията за превръщане на CO2 в гориво или дишащ въздух придобиват пара. По-рано този месец изследователи от Университета в Кеймбридж в Обединеното кралство измислиха как по-ефективно да разделят водните молекули на водород (който може да се използва като гориво) и кислород, използвайки ензим, намерен в водорасли, наречени хидрогеназа.