Τεχνητό «φύλλο» μετατρέπει το CO2 σε καύσιμο

Από το naftemporiki.gr
Καθώς η θερμοκρασία του πλανήτη καταρρίπτει κάθε μήνα το ένα ρεκόρ μετά το άλλο, πολλές από τις προσπάθειες ανακοπής της παγκόσμιας υπερθέρμανσης βάζουν στο στόχαστρο τον βασικό υπαίτιο, δηλαδή το διοξείδιο του άνθρακα.

Το CO2 είναι το κύριο προϊόν από την κατανάλωση ορυκτών καυσίμων από τις βιομηχανίες και τις μηχανές εσωτερικής καύσης και καθώς απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, εγκλωβίζει και ανακυκλώνει ένα μέρος της θερμότητας, που κανονικά θα διέφευγε στη θερμότητα.

Αυτή τη στιγμή, το μόνο «αντίδοτο» στο CO2 της ατμόσφαιρας είναι τα δέντρα, τα οποία χάρη στη φωτοσύνθεση μπορούν να δεσμεύουν το αέριο, παράγοντας από αυτό σάκχαρα.

Τώρα, όμως
, μία ομάδα Αμερικανών επιστημόνων από το Εθνικό Εργαστήριο Argonne και το πανεπιστήμιο του Ιλινόις ανέπτυξε μία συσκευή που λειτουργεί ουσιαστικά ως «τεχνητό φύλλο», αφού με τη βοήθεια της ηλιακής ενέργειας μπορεί να μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε καύσιμο.

Μία από τις προκλήσεις που είχαν να αντιμετωπίσουν οι επιστήμονες είναι πως το CO2 δεν είναι πολύ δραστικό χημικά. «Επομένως, είναι δύσκολο να μετατραπεί σε κάτι άλλο», λέει ο χημικός Λάρι Κέρτις από το Εργαστήριο Argonne στο σάιτ του ιδρύματος.

Έτσι, για να παράγουν ένα χρήσιμο καύσιμο με «πρώτη ύλη» το αέριο, ο Κέρτις με τους συναδέλφους του έπρεπε να βρουν έναν καταλύτη – δηλαδή μία ουσία που θα αύξανε τη δραστικότητά του.

Αντί για ένζυμα, που χρησιμοποιούν τα φυτά για τον ίδιο λόγο, οι επιστήμονες επιστράτευσαν μία μεταλλική ουσία που ονομάζεται δισελινίδιο βολφραμίου.

Επίσης αντί για την απευθείας παραγωγή της επιθυμητής ουσίας, όπως κάνουν τα φυτά, οι επιστήμονες σε πρώτη φάση μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα σε ένα ενδιάμεσο προϊόν, το μονοξείδιο του άνθρακα.

Ο λόγος είναι ότι το μονοξείδιο του άνθρακα έχει μεγαλύτερη δραστικότητα, ενώ ήδη είχαν αναπτυχθεί τεχνικές για τη μετατροπή του σε καύσιμο, όπως μεθανόλη.

Από την άλλη πλευρά, παρόλο που η μετατροπή του CO2 σε μονοξείδιο του άνθρακα δεν η διαδικασία που ακολουθεί η φύση, και σε αυτή την περίπτωση χρειάζονται τα ίδια υπόλοιπα «συστατικά» με τη φωτοσύνθεση. «Όπως και στη φωτοσύνθεση, έτσι και στη δική μας περίπτωση χρειάζεται επίσης νερό και φως», σημειώνει ο Κέρτις.

Έτσι, το «τεχνητό φύλλο» πραγματοποιεί τη διαδικασία σε τρεις φάσεις. Στην πρώτη, από τα φωτόνια (τα «πακέτα» φωτός) παράγονται αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και θετικά φορτισμένα ιόντα. Στο δεύτερο βήμα, τα ιόντα αντιδρούν με μόρια νερού δημιουργώντας πρωτόνια και μόρια οξυγόνου.

Τέλος, τα πρωτόνια, τα ηλεκτρόνια και το διοξείδιο του άνθρακα παράγουν μοοξείδιο του άνθρακα και νερό.

Σύμφωνα με τους Αμερικανούς επιστήμονες, βασικά πλεονεκτήματα της διαδικασίας είναι ότι πραγματοποιείται με φθηνά υλικά, ενώ επίσης οι χημικές αντιδράσεις έχουν αρκετά υψηλή απόδοση, δηλαδή δεν υπάρχουν μεγάλες απώλειες ενέργειας.

Σύμφωνα με τον Κέρτις, ένα ακόμη θετικό στοιχείο είναι πως ο καταλύτης έχει μεγάλη διάρκεια «ζωής», αφού χρειάζεται να αναπληρώνεται ανά 100 ώρες.