Ένα νέο υλικό με βάση τον χαλκό θα μπορούσε να βοηθήσει τους χημικούς να ανακυκλώσουν ανεπιθύμητο αέριο θερμοκηπίου όπως επιθυμείτε πράσινο καύσιμο.
Ως αέριο θερμοκηπίου, διοξείδιο του άνθρακα - ή CO2 - βοηθά στη θέρμανση της ατμόσφαιρας. Αλλά πάρα πολύ από αυτό το αέριο έχει πρόσφατα προκαλέσει ατμοσφαιρικό πυρετό. Δεν θα ήταν υπέροχο αν αυτή η ρύπανση από CO2 μπορούσε να μετατραπεί σε χρήσιμο προϊόν; Μια ομάδα ερευνητών πιστεύει ότι έχει βρει έναν τρόπο να κάνει ακριβώς αυτό. Μετατρέπουν το CO2 σε αιθανόλη. Είναι μια χημική ουσία που ενισχύει τα οκτάνια που προστίθεται στα περισσότερα αποθέματα βενζίνης στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Η προσθήκη αιθανόλης μειώνει την κατανάλωση ενέργειας ανά γαλόνι βενζίνης. Αλλά προσφέρει έναν καλό συμβιβασμό: η βενζίνη τώρα καίγεται καθαρότερα. Έτσι, η παραγωγή αιθανόλης από CO2 θα είναι καλύτερη για το περιβάλλον.
Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές έπρεπε πρώτα να διασπάσουν το CO2 στα δομικά του στοιχεία. Αποδεικνύεται ότι αυτό είναι ένα δύσκολο έργο. Σε τέτοιες συνθήκες, οι χημικοί συχνά στρέφονται σε έναν καταλύτη. Τέτοια υλικά επιταχύνουν τη χημική αντίδραση.
«Μια ομάδα ερευνητών ανέπτυξε έναν εντελώς νέο καταλύτη», λέει ο Di-Jia Liu, χημικός στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne στο Lemont του Ιλινόις, ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας που ανέπτυξε τον καταλύτη. Με αυτό, η τάση που απαιτείται για την ενεργοποίηση της νέας αντίδρασης CO 2-αιθανόλης είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή που απαιτείται για την ενεργοποίηση παρόμοιων αντιδράσεων, λέει ο Liu. Και παρόλο που οι χημικές αντιδράσεις συχνά οδηγούν στην εμφάνιση πολλών ανεπιθύμητων υποπροϊόντων, αυτή η νέα δεν το κάνει. Σύμφωνα με τον ίδιο, περισσότερο από το 90 τοις εκατό του τελικού προϊόντος είναι αιθανόλη.
Ο νέος καταλύτης χρησιμοποιεί ένα στρώμα άνθρακα για να υποστηρίξει τα άτομα χαλκού. Αυτά τα άτομα χαλκού απλώνονται σαν κοινωνική απόσταση. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια διέρχεται από τον καταλύτη, ομάδες απομακρυσμένων ατόμων χαλκού συνδυάζονται για να σχηματίσουν συστάδες 3 ή 4 ατόμων. Σύμφωνα με τον Liu, με τη βοήθεια ισχυρής ακτινοβολίας ακτίνων Χ σε αυτά, η ομάδα του θα μπορούσε να «παρακολουθήσει τη χημική αντίδραση καθώς συμβαίνει».
Αυτά τα συμπλέγματα ενεργοποιούν τον καταλύτη, βοηθώντας το CO2 να αντιδράσει με το νερό. Το CO2 διασπάται σε άτομα άνθρακα και οξυγόνου. Και το νερό – ή H2O – διασπάται σε άτομα υδρογόνου και οξυγόνου. Όλα αυτά τα απελευθερωμένα άτομα αναδιατάσσονται τώρα για να σχηματίσουν αιθανόλη.
Οι ερευνητές συνεχίζουν να πειραματίζονται με τη νέα διαδικασία. Ελπίζουν επίσης να φτιάξουν άλλα χρήσιμα υλικά από διοξείδιο του άνθρακα. Γι' αυτό η νέα μελέτη δεν είναι το τελευταίο βήμα, λέει ο Liu.
Διαβάστε επίσης: