Kinesiske forskere har oprettet en ny katalysator baseret på jernnanopartikler, der er i stand til at "for evigt" omdanne almindeligt kuldioxid og brint til en blanding af kulbrinter, der ligner benzin, ifølge en artikel offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.
”I løbet af de sidste 200 år har kul, olie og gas været de vigtigste motorer i vores civilisation, grundlaget for dens økonomiske og sociale udvikling. Forbrænding af brændstof har ført til frigivelse af en enorm mængde CO2 i atmosfæren, som i dag forårsager negative klimaændringer. Konvertering af CO2 til brændstoffer og kemikalier vil ikke kun hjælpe os med at bekæmpe opvarmning, men også løse problemet med ressourceudtømning,”sagde Jian Sun fra Institute of Chemical Physics i Dalian, Kina og hans kolleger.
I de senere år har forskere aktivt forsøgt at finde en måde at konvertere atmosfærisk CO2 til biobrændstoffer og andre nyttige stoffer. F.eks. Designede fysikere i Chicago i juli en solcelle, der bruger lysenergi til at nedbryde CO2 og producere kulilte og brint, og i oktober skabte deres kolleger på Oak Ridge National Laboratory en katalysator, der omdanner kuldioxid til almindelig alkohol.
I princippet kan begge allerede bruges til energilagring, men disse katalysatorer har to store ulemper. De fejler hurtigt og kræver rengøring efter flere titalls timers drift og frigiver også mange biprodukter.
Sun og hans team løste begge disse problemer - deres katalysator konverterer stort set alt kuldioxid til kulbrinter, der danner grundlaget for benzin og andre højoktanbrændstoffer, mens de arbejder mindst 1000 timer (halvanden måned) under "normale" industrielle forhold.
Det består af to komponenter - nanopartikler af en forbindelse af jernoxid og natrium samt de såkaldte zeolitter. Zeolitter er hule nanopartikler af aluminiumsilicat, som i vidt omfang anvendes i dag til vandrensning og til "pakning" af forskellige katalysatorer, hvis indtræden af molekyler i zeolitterne markant ændrer deres egenskaber og ofte får dem til at opføre sig meget mere aktivt end i fri form.
Som forskerne bemærker, spiller hver komponent en anden rolle i dette tilfælde - jernnanopartikler "bryder" kuldioxidmolekyler og tvinger den til at kombinere med brintatomer, og zeolitter og deres fyldninger bidrager til foreningen af sådanne "halvfabrikata" i lange kæder af kulbrinter.
Kombinationen af disse komponenter ifølge kinesiske kemikere gør det muligt at opnå den faktiske "evighed" af en sådan katalysator. Dets effektivitet, som bemærket af forskere, faldt med kun 6% i de første 300 driftstimer og ændrede sig derefter ikke, hvilket indikerer, at det er stabilt og vil forblive i denne form meget længere end 1000 timer. Derudover omdannes 96% kuldioxid til en benzinanalog, og kun 4% CO2 omdannes til methan.
Salgsfremmende video:
Derudover kan "buket" af kulbrinter ændres fleksibelt ved at øge eller reducere andelen af brint og CO2 i blandingen og ved at variere typen zeolit, der bruges som "pakning" til jern-nanopartikler. Ved at bruge solcellepaneler som en kilde til energi til at opvarme denne blanding af gasser og pumpe den gennem en katalysator er det muligt effektivt og forholdsvis billigt at opbevare solenergi i form af et fælles brændstof for alle uden at skade miljøet, konkluderer Sun og hans kolleger.