Ett nytt kopparbaserat material kan hjälpa kemister att återvinna oönskad växthusgas som önskat grönt bränsle.
Som växthusgas, koldioxid - eller CO2 - hjälper till att värma atmosfären. Men för mycket av denna gas har nyligen orsakat atmosfärisk feber. Skulle det inte vara bra om denna CO2-förorening kunde omvandlas till en användbar produkt istället? En grupp forskare tror att de har hittat ett sätt att göra just det. De omvandlar CO2 till etanol. Det är en oktanhöjande kemikalie som läggs till de flesta bensinlager i USA.
Tillsats av etanol minskar energiförbrukningen per gallon bensin. Men det erbjuder en bra kompromiss: bensin brinner nu renare. Att producera etanol från CO2 blir alltså bättre för miljön.
För att göra detta behövde forskarna först bryta ner CO2 till dess byggstenar. Det visar sig att detta är en svår uppgift. Under sådana förhållanden vänder sig kemister ofta till en katalysator. Sådana material påskyndar den kemiska reaktionen.
"En grupp forskare har utvecklat en helt ny katalysator", säger Di-Jia Liu, kemist vid Argonne National Laboratory i Lemont, Illinois, som ledde laget som utvecklade katalysatorn. Med den är spänningen som krävs för att utlösa den nya CO 2 -etanolreaktionen mycket lägre än den som krävs för att utlösa liknande reaktioner, säger Liu. Och även om kemiska reaktioner ofta leder till uppkomsten av många oönskade biprodukter, gör inte denna nya det. Enligt honom är mer än 90 procent av slutprodukten etanol.
Den nya katalysatorn använder ett lager av kol för att stödja kopparatomerna. Dessa kopparatomer är utspridda som social distansering. När elektricitet passerar genom katalysatorn kombineras grupper av avlägsna kopparatomer för att bilda kluster med 3 eller 4 atomer. Enligt Liu, med hjälp av kraftfull röntgenstrålning i dem, kunde hans team "övervaka den kemiska reaktionen när den händer."
Dessa kluster aktiverar katalysatorn och hjälper CO2 att reagera med vattnet. CO2 delas i kol- och syreatomer. Och vatten – eller H2O – delas i väte- och syreatomer. Alla dessa frigjorda atomer omarrangeras nu för att bilda etanol.
Forskare fortsätter att experimentera med den nya processen. De hoppas också kunna göra andra användbara material av koldioxid. Det är därför den nya studien inte är det sista steget, säger Liu.
Läs också: