Videnskabsfolk slog kulstofdioxid i etanol i uheld

Forskere ved US Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory (ORNL) har ved et uheld opdaget en proces, der kan omdanne kuldioxid (CO2) direkte til ethanol. Selvom den nøjagtige proces, de brugte, næppe vil blive vedtaget i vid udstrækning, vil forskningen måske kun hjælpe med til at sprænge verden fra fossile brændstoffer.

Den nuværende proces bruger en blanding af forskellige katalysatorer - kulstof, kobber og nitrogen - med nanoteknologi, der sikrer, at de producerer det ønskede materiale. Adam Rondinone fra ORNL siger, at forskerne "forsøgte at studere det første skridt i en foreslået reaktion", da det til deres overraskelse gjorde katalysatoren alting alene.

Dette var en behagelig overraskelse, da det betød, at forskerne effektivt vendte forurening. "Var at tage kuldioxid, et affald fra forbrænding, og vi skubber den forbrændingsreaktion bagud med meget høj selektivitet til et nyttigt brændstof," sagde Rondinone.

"Etanol var en overraskelse - det er ekstremt svært at gå lige fra kuldioxid til ethanol med en enkelt katalysator."

Alligevel er det præcis, hvad der skete.

Opdagelsen kommer som verden scrambles for at finde alternativer til fossile brændstoffer, der ikke har deres egne alvorlige problemer. Solenergi er frontrunner i dette løb, takket være indsatsen fra virksomheder som Tesla, men ethanol er også populært.

Det skyldes, at ethanol producerer lavere emissioner end benzin, ifølge US Department of Energy, selv om de to er blandet. Brug af CO2 til direkte at skabe ethanol, med små mængder energi og billige materialer, er miljømæssig ækvivalent med at omdanne bly til guld. Tricket er at finde ud af, hvordan man gør det på nogen skala.

Forskere konkluderede i en artikel offentliggjort i Kemi Vælg i september, at med en sådan opsætning udelukker "overpotentialet" (som kan sænkes med den rette elektrolyt og ved at adskille hydrogenproduktionen til en anden katalysator) økonomisk levedygtighed for denne katalysator. "Simpelthen: Denne proces er ikke Det er ikke effektivt nok til at behage forretninger.

Men der er stadig håb, som forskere sagde i onsdags: "Processen kan bruges til at lagre overskydende elektricitet produceret fra variable strømkilder, som f.eks. Vind og sol", for at producere ethanol, når det er muligt. Den kombinerede virkning af omskiftning til vedvarende energi og anvendelse af produktionen til at skabe et bedre benzinbrændstof som ethanol kan være væsentligt, forudsat at dette system er bredt vedtaget af forbrugere og virksomheder.

Desuden planlægger forskere at "forfine deres tilgang til at forbedre den samlede produktionshastighed og yderligere studere katalysatorens egenskaber og adfærd" i fremtiden.

Rondinone fortæller Inverse at dette vil involvere holdet arbejder mod en "bedre forståelse af mekanismen" og "katalysatorens adfærd under forskellige forhold."

"For eksempel, i dette papir rapporterede vi om katalysatoren i kun en elektrolyt," siger han. "Vi ved allerede, at andre elektrolytter gør en stor forskel i aktivitet for andre reaktioner, og vil studere, hvordan man ændrer denne katalysators opførsel under forskellige forhold."

Målet er det samme selv: For at hjælpe med at komme med nye teknologier, som både er effektive og økonomisk levedygtige, kan laboratoriet hjælpe med at løse verdens energiproblemer.

Mens teknologien stadig er i forskningsfasen, er holdets håb, at det at bevise denne metode for ethanolproduktionsværker vil inspirere virksomheder til at begynde at betragte det som en levedygtig energikilde.

"Jeg er motiveret til at studere nanoteknologibaserede løsninger på energiproblemer, som i dette tilfælde hjælper med at udvikle billige løsninger til klimaændringer," fortæller Rondinone Inverse.

"Hvis vi kan gøre det nemt og billigt at tilpasse, så vil folk være mere tilbøjelige til at gøre det."