Дослідники в усьому світі намагаються придумати спосіб зниження викидів СО2 в атмосферу. Однак технології його вилучення і переробки вимагають додаткових витрат енергії, для отримання якої ми спалюємо паливо. І (знову!) отримуємо діоксид вуглецю. Чи вдасться знайти вихід з цього замкнутого кола?
Електростанції на викопному паливі будуються і працюють повсюдно, викидаючи в атмосферу клуби димових газів, що містять у тому числі діоксид вуглецю. На даний момент не існує задовільної методики його утилізації, що змушує хіміків шукати шляхи не тільки запобігти потраплянню СО2 в атмосферу, але і отримати з нього якусь практичну користь. Наприклад, перетворити на паливо.
Зокрема, група фахівців у галузі хімії, матеріалознавства, інженерних та соціальних наук з Оксфордського університету намагається вирішити одне з найважливіших завдань охорони навколишнього середовища 21-го століття.
Одним з найпростіших рецептів переробки СО2 в паливо є синтез метанолу, в ході якого двоокис вуглецю в кілька сходів взаємодіє з воднем. Метанол є універсальною сировиною, яку згодом можна використовувати як паливо.
Красу картини порушує одне «але»: звідки взяти водень? Фактично, близько 98% світового синтезу водню використовує як сировину інше викопне паливо - метан. По-перше, це досить обмежений ресурс, а по-друге, процес отримання водню з метану вимагає додаткових енерговитрат і призводить до виділення того ж СО2.
У 1990-х роках хіміки задумалися над тим, що можна спробувати обійтися без водню і змусити метан і діоксид вуглецю реагувати з отриманням метанолу. Теплота димових газів, що викидаються електростанцією, може бути використана для прискорення і підвищення ефективності їх взаємодії.
Цей спосіб отримання метанолу раніше був випробуваний для «чистих», без домішок, вихідних інгрідієнтів, тоді як з труби електростанції виходить суміш різноманітних газів, що містить крім двоокису вуглецю окису азоту (NOx), азот, кисень, тощо. Досі утилізація СО2 з такого «брудного» газового коктейлю була нерозв'язною проблемою, оскільки очищення від домішок вимагає додаткових витрат енергії і, значить, призводить до нових викидів діоксиду вуглецю. До того ж NOx є токсичною забруднюючою речовиною, від якої дуже важко позбутися.
Однак дослідники не залишають надії отримати паливо з діоксиду вуглецю. Вони вирішили піти іншим шляхом, застосувавши нову технологію каталізації.
Замість того, щоб намагатися видалити NOx з газової суміші, вчені розраховують використовувати його як прискорювача реакції. З цією метою ведеться розробка нового покоління нано-структурованих магнітних каталізаторів.
Завдяки своїм магнітним властивостям, такі каталізатори на основі сполук металів (наприклад, оксиду кобальту) можуть переміщатися в магнітних полях, які «перемішують» їх, не даючи реакції припинитися і роблячи її більш ефективною.
Чи буде нова технологія вигідною з економічної та екологічної точки зору? Чи допоможе подолати «замкнене коло», в яке досі потрапляли різноманітні методики утилізації діоксиду вуглецю? Для того, щоб відповісти на ці запитання, потрібно чимало досліджень у галузі хімії, фізики та матеріалознавства. Однак попередні техніко-економічні розрахунки дозволяють групі Оксфордського університету сподіватися, що їм вдасться змусити CO2, який ми викидаємо в атмосферу, стати додатковим джерелом енергії.
За повідомленням University of Oxford Sciense Blog
