Nový materiál na bázi mědi by mohl pomoci chemikům recyklovat nežádoucí skleníkový plyn podle přání zelené palivo.
Jako skleníkový plyn oxid uhličitý – popř CO2 - pomáhá ohřívat atmosféru. Ale příliš mnoho tohoto plynu v poslední době způsobuje atmosférickou horečku. Nebylo by skvělé, kdyby se toto znečištění CO2 místo toho proměnilo v užitečný produkt? Jedna skupina výzkumníků si myslí, že našla způsob, jak toho dosáhnout. Přeměňují CO2 na etanol. Je to chemikálie zvyšující oktanové číslo, která se přidává do většiny zásob benzínu ve Spojených státech.
Přidání etanolu snižuje spotřebu energie na galon benzínu. Nabízí ale dobrý kompromis: benzín nyní hoří čistěji. Výroba etanolu z CO2 tak bude pro životní prostředí lepší.
K tomu potřebovali vědci nejprve rozložit CO2 na jeho stavební kameny. Ukazuje se, že je to obtížný úkol. V takových podmínkách se chemici často obracejí na katalyzátor. Takové materiály urychlují chemickou reakci.
"Skupina výzkumníků vyvinula zcela nový katalyzátor," říká Di-Jia Liu, chemik z Argonne National Laboratory v Lemontu ve státě Illinois, který vedl tým, který katalyzátor vyvinul. Díky tomu je napětí potřebné ke spuštění nové reakce CO2-ethanol mnohem nižší než napětí potřebné ke spuštění podobných reakcí, říká Liu. A ačkoli chemické reakce často vedou ke vzniku mnoha nežádoucích vedlejších produktů, tato nová ne. Více než 90 procent finálního produktu podle něj tvoří etanol.
Nový katalyzátor využívá k podpoře atomů mědi vrstvu uhlíku. Tyto atomy mědi jsou rozprostřeny jako sociální distancování. Když elektřina prochází katalyzátorem, skupiny vzdálených atomů mědi se spojují a vytvářejí shluky 3 nebo 4 atomů. Podle Liu by s pomocí silného rentgenového záření v nich mohl jeho tým „monitorovat chemickou reakci, jak k ní dochází“.
Tyto shluky aktivují katalyzátor a pomáhají CO2 reagovat s vodou. CO2 se štěpí na atomy uhlíku a kyslíku. A voda – neboli H2O – se štěpí na atomy vodíku a kyslíku. Všechny tyto uvolněné atomy se nyní přeskupují za vzniku etanolu.
Výzkumníci pokračují v experimentech s novým procesem. Doufají také, že z oxidu uhličitého vyrobí další užitečné materiály. To je důvod, proč nová studie není posledním krokem, říká Liu.
Přečtěte si také: