Новий матеріал на основі міді може допомогти хімікам переробити небажаний парниковий газ в бажане зелене паливо.
Як парниковий газ, вуглекислий газ – або CO2 – допомагає зігрівати атмосферу. Але занадто багато цього газу останнім часом викликає атмосферну лихоманку. Хіба не було б чудово, якби це забруднення CO2 можна було замість цього перетворити в корисний продукт? Одна група дослідників думає, що знайшла спосіб зробити саме це. Вони перетворюють CO2 в етанол. Це хімікат, що підвищує октанове число, що додається до більшості запасів бензину в США.
Додавання етанолу знижує витрату енергії на галон бензину. Але він пропонує хороший компроміс: тепер бензин горить чистіше. Таким чином, виробництво етанолу з CO2 буде краще для навколишнього середовища.
Для цього дослідникам спочатку потрібно було розбити CO2 на його будівельні блоки. Виявляється, це складне завдання. В таких умовах хіміки часто звертаються до каталізатора. Такі матеріали прискорюють хімічну реакцію.
«Група дослідників розробила абсолютно новий каталізатор», – зазначає Ді-Цзя Лю, хімік з Аргонської національної лабораторії в Лемонте, штат Іллінойс, він очолював групу, яка розробила цей каталізатор. З його допомогою напруга, необхідна для запуску нової реакції CO 2-етанол, набагато менша, ніж та, що необхідна для запуску аналогічних реакцій, каже Лю. І хоча хімічні реакції часто призводять до появи безлічі небажаних побічних продуктів, ця нова – немає. За його словами, понад 90 відсотків кінцевого продукту становить етанол.
Новий каталізатор використовує шар вуглецю для підтримки атомів міді. Ці атоми міді розосереджені, немов соціальне дистанціювання. Коли електрика проходить через каталізатор, групи віддалених атомів міді об’єднуються, утворюючи кластери з 3 або 4 атомів. За словами Лю, за допомогою потужного рентгенівського випромінювання в них його команда могла «відстежувати хімічну реакцію, як вона відбувається».
Ці кластери активують каталізатор, допомагаючи CO2 реагувати з водою. CO2 розщеплюється на атоми вуглецю і кисню. А вода – або H2O – розщеплюється на атоми водню і кисню. Всі ці звільнені атоми тепер перегруповуються з утворенням етанолу.
Дослідники продовжують експериментувати з новим процесом. Вони також сподіваються зробити з двоокису вуглецю інші корисні матеріали. Ось чому нове дослідження не є останнім кроком, каже Лю.
Читайте також: