10:06 18 Luty 2019
Kobieta-naukowiec w laboratorium

Naukowcy stworzyli nanomateriał wytwarzający spirytus z powietrza

© Fotolia / Bonninturina
Świat
Krótki link
0 913

Fizycy z USA stworzyli szczególne „nanoigły” z grafenu i miedzi, które wykorzystują energię elektryczną w celu zamiany dwutlenku węgla w molekuły etanolu, czyli spirytusu, głosi artykuł opublikowany w czasopiśmie „Chemistry Select”.

„My faktycznie przypadkowo odkryliśmy, że dany materiał tak działa. Początkowo po prostu chcieliśmy realizować pierwszy krok w tej reakcji, ale w czasie eksperymentu szybko zrozumieliśmy, że katalizator sam realizował całą reakcję, bez ingerencji z naszej strony” – powiedział Adam Rondinone z Obserwatorium Narodowego w Oak Ridge (USA).

W ostatnich latach naukowcy aktywnie próbują znaleźć sposób przemiany atmosferycznego dwutlenku węgla w biopaliwo i inne pożyteczne substancje. Na przykład w lipcu tego roku fizycy z Chicago przedstawili niezwykłą baterię słoneczną z nanomateriałów, która bezpośrednio wykorzystuje energię świetlną do rozszczepienia molekuł dwutlenku węgla i produkcji tlenku węgla i wodoru, z których można otrzymać metan, etanol i inne rodzaje biopaliwa. 

Rondinone i jego koledzy doprowadzili ten proces do logicznego końca, próbując znaleźć nowe, bardziej efektywne sposoby rozszczepienia СО2 na tlenek węgla i tlen, nie tworząc przy tym innych pobocznych produktów reakcji, które są bezużyteczne i przeszkadzają w otrzymaniu biopaliwa z dwutlenku węgla. 

Jako główny materiał dla tego katalizatora naukowcy wybrali miedź, której właściwości elektrochemiczne idealnie pasują do przetworzenia СО2 w tlenek węgla i inne rodzaje molekuł. 

Problem polega na tym, że miedziane nanocząsteczki przerabiają СО2 nie w jedną substancję, ale od razu w kilkadziesiąt molekuł, których obecność i koncentracja zależą od napięcia elektrycznego przepuszczanego przez katalizator. To czyni praktycznie niemożliwym przemysłowe wykorzystanie tego typu rozszczepienia CO2. 

Fizycy w Oak Ridge rozwiązali ten problem przy pomocy innego perspektywicznego nanomateriału – grafenu. Składając kawałki grafenu w swoiste harmonijki naukowcy umieścili w załamaniach nanocząsteczki miedzi, co doprowadziło do tego, że molekuły СО2 rozpadały się w określonych miejscach – na czubkach grafenowych „nanoigieł”.  

To pozwoliło amerykańskim badaczom kierować tym, co dzieje się podczas rozszczepienia i zmusić dwutlenek węgla do przemiany w zwykły alkohol etylowy: średnio około 60 % molekuł dwutlenku węgla zamieniało się w etanol. 

Naukowcy nie wiedzą na razie, co konkretnie dzieje się w tych punktach, jednak są zdania, że grafenowe zakładki przeszkadzają w pełnej odbudowie molekuł СО2 i tym samym nie dają im powodu do przemiany w etylen, etan i inne węglowodory, a także przestawiają potoki elektronów na nanocząsteczki miedzi. 

Dana technologia otrzymywania spirytusu z powietrza według fizyków jest już gotowa do przemysłowego zastosowania. Koszt tego typu katalizatorów jest niewielki, można je produkować w dowolnych ilościach. Jak uważają naukowcy, ich wynalazek może zostać użyty do tworzenia zapasów z nadwyżek energii zbieranej przez baterie słoneczne lub wiatraki, w postaci spirytusu, który potem można użyć jako biopaliwa. 

Zobacz również:

Media poinformowały o egzekucji na irańskim fizyku, który wrócił z USA
Astronomowie odkryli nową planetę, która przeczy prawom fizyki
Wideo: Norweski fizyk strzelił sobie w brzuch dla dobra nauki
Tagi:
nanocząsteczki, fizyka, Adam Rondinone, USA
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez FacebookKomentarz przez Sputnik
  • Komentarz