אחרי 150 שנה, אנחנו סוף סוף היה פריצת דרך לקראת הפיכת CO2 לתוך דלק

במשך מאה וחצי שנים או יותר, החוקרים מנסים להבין איך לעשות משהו מועיל עם כל דו תחמוצת הפחמן מרחפת באטמוספרה. יש לנו המון דברים, אנחנו פולטים אותו בכל פעם שאנחנו נושפים, אבל כל מה שהוא עושה הוא להסתובב באטמוספירה, מה שהופך את הפלנטה שלנו חם יותר ולגרום למספר תופעות לוואי בלתי נעימות מאוד בתהליך.

המדענים היו באמת אהבה למצוא דרך להפוך את כל זה לתוך דלק, אשר היה להניח להרוג שתי ציפורים עם אבן אחת על ידי נותן לנו תחליף מאובנים פולטים גז החממה. אבל זה היה קל יותר לומר מאשר לעשות: לא רק מדענים נאבקו כדי להבין איך לאחסן כל מה שהופך מופחת פחמן דו חמצני, הם עדיין נאבקים להבין איך הפחתת פחמן דו חמצני יכול אפילו להיות מזוקק מלכתחילה.

במילים אחרות, מדענים התמקדו עם CO2 מאז אמצע המאה ה -19, ערבבו אותו בחומרים שונים, חיממו אותו וכו ', רק לעתים רחוקות השיגו תגובה ("150 שנה" היא התייחסות לניסוי משנת 1869 אשר חוקרים השתמשו electrocatalyst להמיר CO2 לחומצה פורמית, משמר). אבל בעוד החוקרים מבינים מזמן את הפוטנציאל הזה, הם לא ממש הבינו מה גרם לתגובות אלו. זה גרם לביצוע ניסויים באופן מבוקר בלתי אפשרי, עד עכשיו, הודות לניסוי חדש שנערך על ידי חוקרים בבית הספר להנדסה באוניברסיטת קולומביה. ממצאי עבודתם פורסמו היום ההליכים של האקדמיה הלאומית למדעים.

"התחלנו לעשות את זה כמו איך אנשים אחרים עושים את זה, באמצעות ניסוי וטעייה, ומשחק עם חומרים שונים כדי לראות איך את היעילות של המרה CO2 תלוי בתכונות החומר", להוביל המחבר אירינה Chernyshova, מדען מחקר עמית באוניברסיטת קולומביה הנדסה מדע יישומי, אומר הפוך. "אבל זה יכול לקחת אורך חיים."

פריצת הדרך שלהם, מסביר צ'רנישובה, קשורה לתהליך של הפחתה אלקטרוכימית, או המרה של CO2 למולקולה פשוטה על ידי הוספת אנרגיה חשמלית. באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן המשופרת על פני השטח, הצוות היה מסוגל לבחון לראשונה כי ניתן להפחית את הפחמן הדו חמצני באמצעות מתווך יחיד - carboxylate אשר מייחס את פני השטח של פחמן וחמצן מולקולות - במקום שניים.

"במשך 150 שנה, אנשים ידעו שזה אפשרי, אבל הם לא יכלו במשך 150 שנים למסחר את זה, כי הם עושים את זה בצורה לא שיטתית", אמר Chernyshova. "לא ניתן להציג את כל החומרים בכל השילובים האפשריים".

עכשיו, כי הם מבינים את פחמן דו חמצני electroreduction טוב יותר, חוקרים ברחבי העולם יש עכשיו מסילות מדריך הרבה יותר טוב עבור המחקר שלהם, לא רק בתחום של אנרגיה מתחדשת, אבל עם המטרה של הפחתת CO2 לתוך כל מספר של מולקולות שימושיות יותר, למשל דשנים. ומכיוון שאנחנו יודעים יותר על התהליך הזה "פתע", "הניסויים" של תהליך זה מקבל הרבה יותר זול וקל יותר לבצע, בתקווה עם אפקט לדפוק על.

"עם הידע הזה ואת כוח חישובית", אומר המחבר של המחבר Sathish Ponnurangam, בהודעה לעיתונות, "החוקרים יוכלו לחזות בצורה מדויקת יותר את התגובה על זרזים שונים ולציין את אלה המבטיחים ביותר, אשר ניתן עוד synthesized ו נבדק ".

לצד המאמצים לזרז את CO2 באמצעות אור שמש ישיר, התהליך הידוע יותר בשם פוטוסינתזה מלאכותית או מלאכותית למחצה בגלל ההשראה שהוא שואב מן הצמחים, המאמצים להפוך CO2 לתוך דלק או אוויר לנשימה צוברים קיטור. מוקדם יותר החודש, חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג 'בבריטניה הבנתי איך לפצל ביעילות רבה יותר מולקולות מים למימן (אשר יכול לשמש דלק) וחמצן באמצעות אנזים נמצא אצות הנקרא מימן.