Группа исследователей из Национальной лаборатории в Оак-Ридж (США) открыла способ получения этанола (спирта) из углекислого газа (СО2). Статья, посвященная открытию, была опубликована в журнале ChemistrySelect.
Как уточняет РИА "Новости", в последние годы ученые активно пытаются найти способ превращения атмосферного СО2 в биотопливо и другие полезные вещества. Например, в июле этого года физики из Чикаго представили необычную солнечную батарею из наноматериалов, которая напрямую использует энергию света для расщепления молекул углекислоты и производства угарного газа и водорода, из которых можно получать метан, этанол и другие виды биотоплива.
В процессе нового исследования ученые фактически довели этот процесс до логического конца в попытке найти новые, более эффективные способы расщепления СО2 на угарный газ и кислород, не порождая при этом других побочных продуктов реакции.
В качестве основного материала для катализатора ученые выбрали медь, поскольку электрохимические свойства этого металла идеально подходят для восстановления СО2 в угарный газ и другие виды молекул. Однако проблема заключается в том, что медные наночастицы и пластинки преобразуют СО2 не в одно вещество, а в несколько десятков молекул, присутствие и концентрация которых зависят от напряжения тока, пропускаемого через катализатор.
Решить эту проблему исследователи взялись при помощи графена. Смяв листы этого материала в своеобразные гармошки, они "засеяли" их складки наночастицами меди, что привело к тому, что молекулы СО2 расщеплялись в строго отведенных местах - на вершинах графеновых "наноигл".
В результате ученые получили возможность гибко управлять процессом расщепления и заставить СО2 в большинстве случаев превращаться в обычный этиловый спирт - в среднем около 60% молекул углекислоты превращается в этанол.
"Мы фактически случайно обнаружили, что данный материал работает так, как он работает. Изначально мы просто хотели реализовать первый шаг в этой реакции, но в ходе экспериментов мы быстро поняли, что катализатор осуществлял всю реакцию сам по себе, без вмешательства с нашей стороны", - заявил один из соавторов исследования доктор Адам Рондинон.
Как отмечают исследователи, открытая ими технология получения спирта буквально из воздуха уже почти полностью готова к промышленному применению. Так, этот способ можно использовать для запасания излишков энергии, собираемых солнечными батареями или ветряками, в виде спирта, который можно затем применять как биотопливо для машин или в качестве рабочего тела для топливных ячеек.
