Συσκευή που τροφοδοτείται από τον ήλιο μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε καύσιμα

Πηγή: New Scientist, 18 Φεβρουαρίου 2009

Μια σειρά από νανοσωλήνες είναι σε θέση να μετατρέψουν ένα μείγμα διοξειδίου του άνθρακα και υδρατμών σε φυσικό αέριο σε πρωτοφανή ποσοστά. Το γεγονός αυτό μπορεί να μειώσει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, οι οποίες αυξάνουν τη θερμοκρασία και φέρνουν έτσι την αλλαγή του κλίματος του πλανήτη μας.

Οι διατάξεις αυτές προσφέρουν έναν νέο τρόπο για να πάρουμε το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και την μετατροπή του σε καύσιμα ή άλλες χημικές ουσίες για τη μείωση της επίδρασης της καύσης των ορυκτών καυσίμων στο παγκόσμιο κλίμα,, λέει ο Craig Grimes, από το πολιτειακό πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια, η ομάδα του οποίου ανέπτυξε τη συσκευή.

Αν και άλλες ερευνητικές ομάδες έχουν αναπτύξει μεθόδους για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε οργανικές ενώσεις όπως το μεθάνιο, συχνά με τη χρήση διοξειδίου του τιτανίου ή νανοσωματίδια ως καταλύτες, όμως  για να γίνουν οι αντιδράσεις απαιτείται υπεριώδες φως.

Η επανάσταση όμως αυτών των ερευνητών έχει να κάνει με μία μέθοδο που λειτουργεί με ένα ευρύτερο φάσμα συχνοτήτων μέσα στο ορατό ηλιακό φως.

Ενισχυμένη δραστηριότητα

Η ομάδα διαπίστωσε ότι θα μπορούσε να ενισχύσει την καταλυτική ικανότητα του διοξειδίου του τιτανίου διαμορφώνοντάς το σε μορφή νανοσωλήνων, που ο κάθε ένας έχει πλάτος 135 νανόμετρα και μήκος 40 μικρά, με αποτέλεσμα να αυξήσουν τη συνολική επιφάνεια. Συγχρόνως επίστρωσαν τους νανοσωλήνες με καταλυτικά σωματίδια χαλκού και πλατίνας που αύξησαν έτσι τις δραστηριοτήτες τους.

Οι ερευνητές τοποθέτησαν μια επιφάνεια νανοσωλήνων με εμβαδόν δύο τετραγωνικών εκατοστών μέσα σε ένα μεταλλικό θάλαμο με ένα παράθυρο από χαλαζία. Στη συνέχεια διοχέτευσαν μέσα στο θάλαμο διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς και το τοποθέτησαν στον ήλιο για τρεις ώρες.

Η ενέργεια των ηλιακών ακτίνων μετέτρεψε το διοξείδιο και τους υδρατμούς σε μεθάνιο και άλλες οργανικές στοιχεία, όπως αιθάνιο και προπάνιο, με ρυθμό 160 μικρολίτρων ανά ώρα και ανά γραμμάριο νανοσωλήνων. Το αποτέλεσμα αυτό είναι 20 φορές υψηλότερο από ό,τι έχει επιτευχθεί μέχρι τώρα, αλλά θεωρείται ακόμα αρκετά χαμηλό για να μπορέσει να έχει άμεση πρακτική εφαρμογή.

Αν η χημική αντίδραση διακοπεί νωρίς, η συσκευή παράγει ένα μίγμα μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου, γνωστό ως "αέριο σύνθεσης" (syngas), το οποίο στη συνέχεια μπορεί να μετατραπεί σε πετρέλαιο ντίζελ.

Ώθηση από το χαλκό

"Αν προσπαθούσαμε να φτιάξουμε τώρα ένα εμπορικό σύστημα, αξιοποιώντας ό,τι έχουμε πετύχει μέχρι σήμερα, θα πτωχεύαμε", παραδέχτηκε ο Grimes, που όμως δήλωσε βέβαιος ότι είναι δυνατή η εμπορική αξιοποίηση της νέας τεχνολογίας στο μέλλον,

"Κάνουμε προσπάθεια τώρα να 'ευαισθητοποιήσουμε' όλη την επιφάνεια των νανοσωλήνων, με την επικάλυψή τους με νανοσωματίδια χαλκού, ώστε να αυξήσουμε  δραστικά το ρυθμό μετατροπής της ενέργειας από τη συσκευή, τουλάχιστον 2 τάξεις μεγέθους", λέει ο Grimes,

Η εργασία αυτή προτείνει μια 'εν δυνάμει πολύ συναρπαστική' εφαρμογή για τους νανοσωλήνες από διοξείδιο του τιτανίου, λέει ο Milo Shaffer, ειδικός ερευνητής των νανοσωλήνων στο Imperial College του Λονδίνου. "Η μεγάλη επιφάνεια, οι μικρές κρίσιμες διαστάσεις, και η ανοιχτή δομή αυτών των νανοσωλήνων προφανώς προσφέρουν μια σχετικά υψηλή δραστηριότητα", δηλώνει.