Efter 150 år havde vi endelig et gennembrud mod at omdanne CO2 til brændstof

For halvanden og et halvt år har forskere forsøgt at finde ud af, hvordan man gør noget nyttigt med al kuldioxid, der flyder rundt i atmosfæren. Vi har masser af ting, vi udsender det hver gang vi ånder ud, men alt det gør er at hænge rundt i atmosfæren, hvilket gør vores planet varmere og forårsager en række potentielt meget ubehagelige bivirkninger i processen.

Forskerne ville virkelig elsker at finde en måde at gøre det hele til brændstof, hvilket sandsynligvis ville dræbe to fugle med en sten ved at give os en erstatning for drivhusgasemitterende fossiler. Men det har været lettere sagt end gjort: Ikke kun har forskere kæmpet for at finde ud af, hvordan man opbevarer det, der bliver reduceret fra kuldioxid, de kæmper stadig for at forstå, hvordan reduktion af carbondioxid endda kan katalyseres i første omgang.

Med andre ord har videnskabsmænd i grunden været kæmpet med CO2 siden midten af ​​det 19. århundrede, blandet det med forskellige materialer, opvarmer det osv., Og kun lejlighedsvis at opnå en reaktion ("150 år" er en henvisning til et 1869-eksperiment i hvilke forskere brugte en elektrokatalysator til at omdanne CO2 til myresyre, et konserveringsmiddel). Men mens forskere længe har forstået dette potentiale, forstod de ikke rigtig, hvad der fik disse reaktioner til at ske. Det gjorde eksperimenter på en kontrolleret måde umulig, indtil nu, takket være et nyt eksperiment udført af forskere ved Columbia University School of Engineering. Resultaterne af deres papir blev offentliggjort i dag i Forsøg af National Academy of Sciences.

"Vi begyndte at gøre dette som hvordan andre mennesker gør dette gennem forsøg og fejl og leger med forskellige materialer for at se, hvordan effektiviteten af ​​CO2-konvertering afhænger af materialegenskaber," leder forfatter Irina Chernyshova, associeret forsker ved Columbia University School of Ingeniør og Anvendt Videnskab, fortæller Inverse. "Men det kan tage en levetid."

Deres gennembrud, Chernyshova forklarer, har at gøre med processen med elektrokemisk reduktion eller omdannelsen af ​​CO2 til et enklere molekyle ved at tilføre elektrisk energi. Ved hjælp af overfladestærket Raman-spektroskopi kunne holdet iagttage for første gang, at kuldioxid kan reduceres ved hjælp af en enkelt formidler - carboxylat, der fastgøres til overfladen af ​​carbon- og oxygenmolekylerne - i stedet for to.

"I 150 år har folk vidst, at dette er muligt, men de kunne ikke i 150 år reklamere for det, fordi de gør det på en ikke-systematisk måde," sagde Chernyshova. "Du kan ikke screene alle materialer i alle mulige kombinationer."

Nu, da de forstår kuldioxidelektroduktion bedre, har forskere rundt omkring i verden langt bedre vejledninger til deres egen forskning, ikke kun inden for vedvarende energi, men med målet om at reducere CO2 til et antal flere nyttige molekyler, f.eks. Gødning. Og fordi vi ved mere om denne process ordsprogede "trin et", bliver eksperimenter meget billigere og lettere at udføre, forhåbentlig med en banebrydende effekt.

"Med denne viden og beregningskraft", siger papirforfatteren Sathish Ponnurangam i en pressemeddelelse, "vil forskere kunne forudsige mere præcist reaktionen på forskellige katalysatorer og angive de mest lovende, som yderligere kan syntetiseres og testet.”

Ud over indsatsen for at katalysere CO2 ved hjælp af direkte sollys, bliver processen mere almindeligt kendt som kunstig eller semi-kunstig fotosyntese på grund af den inspiration, den trækker fra planter, en indsats for at omdanne CO2 til brændstof eller åndbar luft. Tidligere i måneden regnede forskere ved University of Cambridge i Det Forenede Kongerige om, hvordan man mere effektivt kan opdele vandmolekyler i hydrogen (som kan bruges som brændstof) og ilt ved hjælp af et enzym, der findes i alger, der kaldes hydrogenase.