Čista, održiva goriva napravljena iz vazduha i plastičnog otpada

Foto: Zoonar GmbH / Alamy / Alamy / Profimedia

Istraživači su pokazali kako ugljen-dioksid može biti uhvaćen iz industrijskih procesa – ili čak direktno iz vazduha – i transformisan u čista, održiva goriva koristeći samo Sunčevu energiju, piše Science Daily.

Ti istraživači sa Univerziteta Kembridž razvili su reaktor na solarni pogon koji pretvara uhvaćeni CO₂ i plastični otpad u održiva goriva i druge vredne hemijske proizvode. Ugljen-dioksid je u testovima pretvoren u sintetički gas, ključni gradivni materijal za održiva likvidna goriva, a plastične flaše su pretvorene u glikolnu kiselinu, koja se uveliko koristi u kozmetičkoj industriji.

Preporučujemo

Međutim, za razliku od ranijih testiranja tehnologije solarnih goriva, tim je uzeo CO₂ iz izvora u stvarnom svetu – kao što su industrijski ispust ili sam vazduh. Istraživači su uspeli da uhvate i koncentrišu CO₂ i konvertuju ga u održivo gorivo.

Iako su neophodna unapređenja pre nego što bi ova tehnologija mogla da se koristi u industrijskim razmerama, rezultati objavljeni u žurnalu Joule predstavljaju još jedan važan korak u cilju proizvodnje čistih goriva za privredu, bez potrebe za ekološki destruktivnom ekstrakcijom nafte i gasa.

Istraživačka grupa profesora Ervina Rajznera, sa Odeljenja za hemiju „Jusuf Hamid“, nekoliko godina razvija održiva , neto-dekarbonizovana goriva po ugledu na fotosinezu – proces kojim biljke pretvaraju Sunčevu svetlost u hranu – koristeći veštačko lišće. Ovo veštačko lišće pretvara CO₂ i vodu u goriva koristeći samo Sunčevu energiju.

Dosad su njihovi eksperimenti na solarni pogon koristili čisti koncentrovani CO₂ iz kontejnera, ali da bi tehnologija bila od praktične koristi mora aktivno da hvata CO₂ iz industrijskih procesa ili direktno iz vazduha. Međutim, pošto je CO₂ samo jedan od mnogih tipova molekula u vazduhu koji dišemo, učiniti ovu tehnologiju dovoljno selektivnom da konvertuje vrlo razeđeni CO₂ je ogroman tehnički izazov.

„Nismo zainteresovani samo za dekarbonizaciju, već i defosilizaciju – treba potpuno da eliminišemo fosilna goriva radi stvaranja istinski cirkularne privrede“, kaže Rajzner. „U srednjem roku, ova tehnologija bi mogla pomoći da se redukuju emisije ugljen-dioksida tako što će se hvatati iz industrije i pretvarati u nešto korisno, ali na kraju krajeva moramo izbaciti fosilna goriva iz jednačine potpuno i hvatati CO₂ iz vazduha“.

Istraživači su dobili inspiraciju od tehnologije hvatanja i skladištenja CO₂ ispod zemlje.

„Ta tehnologija je popularna u industriji fosilnih goriva kao način da se smanje emisije ugljen-dioksida dok se nastavlja istraživanje nafte i gasa“, rekao je Rajzner. „Međutim, ako bismo umesto hvatanja i skladištenja CO₂ imali hvatanje i utilizaciju CO₂, mogli bismo napraviti nešto korisno od CO₂, umesto da ga zakopamo pod zemlju sa nepoznatim dugoročnim posledicama, i eliminisati upotrebu fosilnih goriva.“

Istraživači su svoju tehnologiju na solarni pogon prilagodili tako da funkcioniše sa dimnim gasom ili direktno iz vazduha, pretvarajući CO₂ i plastiku u gorivo i hemikalije koristeći samo Sunčevu energiju.

Prolazeći kroz sistem koji sadrži alkalni rasvor, CO₂ selektivno bude zarobljen, a drugi gasovi prisutni u vazduhu, kao što su azot i kiseonik, bezopasno izađu napolje. Taj proces omogućava naučnicima da koncentrišu CO₂ iz vazduha u rastvor, što rad s njim čini lakšim.

Integrisani sistem sadrži fotokatodu i anodu. Ima dva odeljka: sa jedne strane je uhvaćeni CO₂ rastvor koji se konvertuje u sintetički gas, jednostavno gorivo; s druge strane se plastika konvertuje u korisne hemikalije upotrebljavajući samo Sunčevu svetlost.

„Plastična komponenta je važan trik ovog sistema“, kaže dr Motijar Rahaman. „Hvatanje i upotreba CO₂ iz vazduha čini hemiju težom. Međutim, ako sistemu dodamo plastični otpad, plastika donira elektrone ugljen-dioksidu. Plastika se razlaže u glikolnu kiselinu, koja ima široku upotrebu u kozmetikoj industriji, a CO₂ se konvertuje u sintetički gas, koji je jednostavno gorivo.“

„Ovaj sistem na solarni pogon uzima dva štetna otpadna proizvoda – plastiku i emisije ugljen-dioksida – i konvertuje ih u nešto instinski korisno“, kaže dr Sajan Kar.

„Umesto skladištenja CO₂ pod zemljom, možemo ga uhvatiti iz vazduha i napraviti čisto gorivo od njega“, kaže Rahaman. „Na ovaj način, možemo izbaciti industriju fosilnih goriva iz procesa proizvodnje goriva, što nam možda može pomoći da izbegnemo klimatsko uništenje“.

„Činjenica da možemo uzeti CO₂ iz vazduha i napraviti nešto korisno od njega je izvanredna“, kaže Kar. „Zadovoljavajuće je videti da to zapravo možemo uraditi koristeći samo Sunčevu svetlost“.

Naučnici trenutno rade na stonom demonstratorskom uređaju sa unapređenom efikasnošću i praktičnošću radi isticanja koristi od spajanja direktnog hvatanja iz vazduha sa utilizacijom CO₂ kao puta u budućnost bez karbonizacije.

(Telegraf Nauka/Science Daily)