Není pochyb o tom, že změna klimatu je velmi vážným (a zhoršujícím se) problémem. Podle nedávné zprávy organizace Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC), i kdyby se všechny průmyslové země světa přes noc staly uhlíkově neutrálními, problém by se nadále zhoršoval. Stručně řečeno, nestačí zastavit pumpování megatun CO2do atmosféry; musíme také začít odstraňovat to, co jsme tam již dali.
Zde přichází na řadu technika známá jako zachycení uhlíku (neboli odstranění uhlíku). Mezinárodní tým výzkumníků z University of Waterloo v Ontariu vytvořil „ umělý list “, která napodobuje schopnosti skutečné věci čistit uhlík. Ale spíše než přeměnit atmosférický CO2na zdroj paliva pro sebe, list jej přeměňuje na užitečné alternativní palivo.
Výzkum týmu byl popsán v článku, který se nedávno objevil v časopise Energie přírody . Tým vedl Yimin A. Wu, výzkumník Centra pro materiály v nanoměřítku v Argonne National Laboratory (ANL) v Illinois a profesor inženýrství z Waterloo Institute for Nanotechnology (WIN). Připojili se k němu vědci z obou institucí, stejně jako z Kalifornské státní univerzity (Northridge) a z City University of Hong Kong.
Vysoké koncentrace oxidu uhličitého (červeně) vedou ke zvyšování teplot. Poděkování: Goddard Space Flight Center/B NASA. Putman/YouTube (snímek obrazovky)
V přírodě zelené rostliny přeměňují atmosférický CO2a vodu na glukózu a kyslík prostřednictvím procesu fotosyntézy. To je umožněno díky pigmentu chlorofylu, který absorbuje světlo ze Slunce v několika vlnových délkách (fialová-modrá a oranžovo-červená), aby poháněl chemické reakce. Glukózu pak rostliny využívají jako zdroj paliva, zatímco se uvolňuje plynný kyslík.
Jako Wu vysvětlil , on a jeho tým použili stejný nápad k návrhu svého umělého listu, který se spoléhá na velmi podobný proces, ale produkuje odlišné konečné produkty. 'Nazýváme to umělý list, protože napodobuje skutečné listy a proces fotosyntézy,' řekl. „List produkuje glukózu a kyslík. Vyrábíme metanol a kyslík.“
Klíčem k procesu (na kterém Wu a jeho kolegové pracovali od roku 2015) je oxid měďný, levný červený prášek, který je chemicky upraven tak, aby měl co nejvíce osmistranných částic. Tento prášek vzniká chemickou reakcí, kdy se glukóza, octan měďnatý, hydroxid sodný a dodecylsulfát sodný přidají do vody zahřáté na stanovenou teplotu.
Proces používaný Wu a kolegy k vytvoření katalyzátoru oxidu měďného. Kredit: University of Waterloo
Tento prášek se poté přidá do vody, kde slouží jako katalyzátor, protože se do něj čerpá oxid uhličitý a solární simulátor svítí do roztoku paprskem bílého světla. Výsledná chemická reakce produkuje plynný kyslík (prostřednictvím fotosyntézy), zatímco CO2, voda a práškový roztok se převedou na methanol. Protože methanol má nižší bod varu než voda, roztok se zahřívá a methanol se shromažďuje, když se odpařuje.
Tento proces odráží podobný výzkum prováděný v Univerzita v Cambridge ve Velké Británii, kde vědci vyvinuli zařízení, které využívá fotosyntézu produkovanou slunečním světlem a kobaltovými absorbéry světla k přeměně vody a CO2plynu na syngas. Tato látka se vyrábí ze směsi vodíku a oxidu uhelnatého a používá se při výrobě alternativních paliv, léčiv, plastů a hnojiv.
Je to také podobné jako „ umělý strom ” koncept vyvinutý Klausem Lacknerem, ředitelem společnosti Lenfest centrum pro udržitelnou energii na Kolumbijské univerzitě. Před lety Lackner navrhl metodu, kdy „stromy“ s plastovými listy potaženými pryskyřicí mohly odstranit až 100krát CO2ze vzduchu jako přírodní stromy. Jakmile listy nasáknou co nejvíce oxidu uhličitého, umístí se do vody, aby se vytvořila biopaliva.
Další koncept pro „umělý list“ vytvořený výzkumníky z Christian Doppler Laboratory for Sustainable SynGas Chemistry. Kredit: University of Cambridge
Proces, jako je tento, je vzrušující ze dvou důvodů. Za prvé, odstranění oxidu uhličitého (hlavního přispěvatele ke globálnímu oteplování) z atmosféry pomůže zpomalit změnu klimatu. Zadruhé, výsledná alternativní paliva umožní lidem, aby se i nadále spoléhali na neelektrické automobily, což nám poskytne více času na přechod na uhlíkově neutrální život. Nebo jak Wu řekl Universe Today prostřednictvím e-mailu:
„Očekává se, že tato technologie sníží CO2emise z ropných společností, automobilových společností a ocelářských společností. Může také poskytovat čistá a udržitelná paliva, metanol, pro vozidla a letadla. Metanol je také surovinou v chemickém průmyslu pro výrobu plastů a vláken. To poskytuje řešení pro snížení emisí CO2 a výrobu udržitelných paliv pro zelenou ekonomiku.
V budoucnu budou podniknuty další kroky ke zvýšení výtěžnosti metanolu a komercializaci patentovaného procesu, aby jej bylo možné použít pro průmyslové účely. 'Jsem nesmírně nadšený z potenciálu tohoto objevu změnit hru,' přidat d Wu. „Změna klimatu je naléhavý problém a my můžeme pomoci snížit CO2emise a zároveň vytváří alternativní palivo.“
Další čtení: University of Waterloo , Energie přírody