Az éghajlatváltozás elleni küzdelem legtöbb módja az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentéséről szól: tisztább erőművek feltalálása, környezetbarátabb autók tervezése. Aztán ott van egy kutatók tábora, akik arra koncentrálnak, hogy a légkörből gázokat vonjanak ki, miután már szabadon engedték őket.
Az úgynevezett „szén-dioxid-elkülönítés” ellentmondásos volt, gyakran nem praktikus vagy nem megfelelő. Mivel azonban a kibocsátások csökkentésére irányuló globális erőfeszítések nehéznek és időnként kiábrándítónak bizonyultak, a megközelítés egyre vonzóbbnak tűnik.
A Berkeley-ben a Kaliforniai Egyetemen dolgozó tudósok új találmánya újszerű módszert kínál a szén-dioxid-leválasztáshoz. A kutatók létrehoztak egy olyan nanomateriajt, amely elpusztítja a szén-dioxidot oxigénné és szén-monoxiddá történő felosztásával.
A tudósok már régóta megpróbálták megszabadulni a szén-dioxidtól annak molekulájának megosztásával. Ezek a felosztási kísérletek energiaigényesek lehetnek, ami meghiúsítja a környezetvédelmi célt. Tehát a kutatók különféle katalizátorokat használtak a reakció felgyorsítására, csökkentve a molekulák megbontásához szükséges villamosenergia-mennyiséget. Sok tudós összpontosított a porfirinre, a gyűrű alakú szerves molekulákra, hogy ezek a reakciók megtörténjenek. Noha a porfirineknek különböző atomjai lehetnek központukban, erre a célra a kobalt-porfirinok alkalmazhatók, amelyek különösen katalitikusan aktívak. Amikor ezeket a porfirineket két elektródával, elektrolitdal és némi oldott szén-dioxiddal adják oldathoz, a porfirint vonzza az elektrolit. Ez okozza az elektronok mozgását a szén-dioxidhoz, megosztva azt szén-monoxiddá és oxigénné. De ez a megközelítés nem volt tökéletes. A porfirin összerakódik, és idővel elveszíti hatékonyságát, és a folyamat megvalósításához használt megoldások maguk is környezeti szempontból megkérdőjelezhetők.
Úgy tűnik, hogy a Berkeley kutatói új módszert találtak ennek kezelésére egy porózus nanomatermék létrehozásával, amely a porfirineket összekapcsolja egy hálószerű anyaggal. Ezt kovalens szerves keretnek (COF) nevezik. A szén-dioxid áthatol a COF-en keresztül, szén-monoxiddá és oxigénné osztva nagyon kevés energiával. Körülbelül 60-szor hatékonyabban működik, mint a szén-dioxid felosztása szabadon lebegő porfirinek felhasználásával. A kutatást a Science folyóiratban tették közzé .
A COF nagyított képe (Science) Tehát mit lehet tenni a folyamat által létrehozott oxigénnel és szén-monoxiddal?
„A szén-monoxid azért fontos, mert ez a vegyipar egyik alapanyaga, amely szén-monoxidon alapuló üzemanyagokat állít elő” - mondja Christian Diercks, a tanulmány egyik vezető kutatója. "Az ötlet alapvetően az, hogy széndioxidot használjunk, amely hulladék, és üzemanyaggé alakítsuk."
A jövőben a gyárak ezeket a nanoanyagokat felhasználhatják a szén-dioxid-termelő területeken, például a füstrakók körül, és közvetlenül üzemanyag-szén-monoxiddá alakíthatják. De ez hosszú út az úton.
"Ha valóban szeretne valami hasonlót elérni a széndioxid-csökkentéshez, úgy gondolom, hogy mindig kormányzati ösztönzésre van szüksége" - mondja Diercks.
Eddig a laboratórium csak apró mennyiségben, egyszerre 30 mg-ban készítette az anyagot. A gyártás több napot igényel, így a folyamatnak hatékonyabbá kell válnia, hogy ipari szinten végre lehessen hajtani. A kutatók következő lépése a szén-monoxid tüzelőanyagré történő hatékonyabb átalakításának lehetőségeinek kutatása.
