Forskere har uhell vunnet karbondioksid i etanol

Forskere ved US Department of Energy Oak Ridge National Laboratory (ORNL) har ved et uhell oppdaget en prosess som kan skifte karbondioksid (CO2) direkte inn i etanol. Selv om den nøyaktige prosessen de brukte, er usannsynlig å bli allment vedtatt, kan forskningen bare hjelpe til med å spenne verden fra fossile brensler.

Den nåværende prosessen bruker en blanding av ulike katalysatorer - karbon, kobber og nitrogen - med nanoteknologi som sikrer at de produserer ønsket materiale. Adam Rondinone fra ORNL sier forskerne "forsøkte å studere det første trinnet i en foreslått reaksjon" da, til deres overraskelse, gjorde katalysatoren alt på egen hånd.

Dette var en hyggelig overraskelse, da det innebar at forskerne effektivt reverserte forurensning. "Var å ta karbondioksid, et avfallsprodukt av forbrenning, og vi presser den forbrenningsreaksjonen bakover med svært høy selektivitet til et nyttig brensel," sa Rondinone.

"Etanol var en overraskelse - det er ekstremt vanskelig å gå rett fra karbondioksid til etanol med en enkelt katalysator."

Likevel er det akkurat det som skjedde.

Oppdagelsen kommer som verden scrambles for å finne alternativer til fossile brensler som ikke har sine egne alvorlige problemer. Solenergi er frontrunner i dette løp, takket være innsatsen fra selskaper som Tesla, men etanol er også populært.

Det er fordi etanol produserer lavere utslipp enn bensin, ifølge US Department of Energy, selv om de to er blandet. Bruk av CO2 til å produsere etanol direkte, med små mengder energi og lave kostnader, er miljøkvivalenten ved å snu bly til gull. Trikset er å finne ut hvordan man gjør dette på en hvilken som helst skala.

Forskere konkluderte, i en artikkel publisert i Kjemi Velg i september, at med et oppsett som dette kan "overpotensialet" (som kan senkes med riktig elektrolytt og ved å skille hydrogenproduksjonen til en annen katalysator) utelukke økonomisk levedyktighet for denne katalysatoren. "Enkelt sagt: Denne prosessen er ikke Det er ikke effektivt nok til å tilfredsstille bedrifter.

Men det er fortsatt håp, som forskere sa i går onsdag: "Prosessen kan brukes til å lagre overflødig elektrisitet generert fra variable kraftkilder, for eksempel vind og sol," for å produsere etanol når det er mulig. Den kombinerte effekten av bytte til fornybar energi, og bruk av produksjonen for å skape et bedre enn bensinbrensel som etanol, kan være betydelig, forutsatt at dette systemet er bredt vedtatt av forbrukere og bedrifter.

I tillegg planlegger forskere å "avgrense deres tilnærming til å forbedre den totale produksjonshastigheten, og videre undersøke katalysatorens egenskaper og atferd" i fremtiden.

Rondinone forteller Omvendt at dette vil innebære at teamet arbeider mot en "bedre forståelse av mekanismen" og "katalysatorens oppførsel under forskjellige forhold."

"For eksempel, i dette papiret rapporterte vi på katalysatoren i bare en elektrolytt," sier han. "Vi vet allerede at andre elektrolytter gir stor forskjell i aktivitet for andre reaksjoner, og vil studere hvordan man endrer oppførselen til denne katalysatoren under forskjellige forhold."

Målet forblir det samme skjønt: For å hjelpe med å komme opp med ny teknologi, som er både effektiv og økonomisk levedyktig, kan laboratoriet bidra til å løse verdens energiproblemer.

Mens teknologien fortsatt er i forskningsfasen, er lagets håp at det å bevise at denne metoden for etanolproduksjonsarbeid vil inspirere bedrifter til å begynne å betrakte det som en levedyktig energikilde.

"Jeg er motivert til å studere nanoteknologibaserte løsninger på energiproblemer, som i dette tilfellet bidrar til å utvikle lave kostnader for å takle klimaendringer, sier Rondinone Omvendt.

"Hvis vi kan gjøre det enkelt og billig å tilpasse seg, så vil folk være mer sannsynlig å gjøre det."