Domů
Emise CO2
Vědci se o krok přiblížili účinné výrobě syntetických paliv z oxidu uhličitého

Vědci se o krok přiblížili účinné výrobě syntetických paliv z oxidu uhličitého

Vědci se přiblížili o další krok k vytvoření recyklačního systému, který bude využívat solární energii k účinné přeměně oxidu uhličitého a vody na syntetická paliva. Díky optimalizaci několika částí stávajícího recyklačního řetězce bylo dosaženo dvouelektronové chemické reakce. Dochází tak ke značné úspoře energie oproti jednoelektronové reakci.

Vedoucí výzkumu Prashant Jain, profesor chemie na Illinoiské univerzitě, uvedl, že výzkum svítá naději těm, kteří doufají v nalezení cesty, jak přeměnit oxid uhličitý ze vzduchu na užitečné zdroje energie.

„Vědci často zkoumají rostliny, aby získali poznatky o přeměně slunečního světla, oxidu uhličitého a vody na paliva,“ řekl Prashant Jain.

Při dopadu slunečního záření na listy rostlin dojde k nabuzení elektronů v chlorofylu. Tyto nabuzené elektrony stojí za chemickým procesem, který přeměňuje oxid uhličitý a vodu na glukózu.

„Mnoho z těchto chemických reakcí jsou multiprotonové, multielektronové reakce,“ uvedl Jain.

Místo spoléhání se na biologicky rozložitelné rostlinné pigmenty k přeměně světelné energie na chemickou přišli vědci s něčím lepším. Jejich proces zahrnuje kovové katalyzátory bohaté na elektrony, jako například zlato. Ty mohou při určitých intenzitách a vlnových délkách záření přeměnit nabuzené elektrony a protony k reakčním činidlům bez degradace těchto katalyzátorů.

„V naší studii jsme využívali zlaté částice o velikosti 13 a 14 nanometrů. Tyto nanočástice mají unikátní optické vlastnosti, v závislosti na jejich velikosti a tvaru.“

Při potažení nanočástic polymerem a suspendování nanočástic do vody, absorbují zelené světlo a emitují tmavě červenou barvu zpět. Při světelném nabuzení nanočástice přenášejí elektrony k molekulám sondy, které poté mění barvu. Tento proces dovoluje vědcům měřit účinnost reakce přeměny elektronů.

„Vědci již v minulosti zvládli za využití fotochemie a materiálů absorbujících světlo přeměnu jednoho elektronu,“ řekl Jain. „Ale v nové studii jsme našli principy, při kterých nanočástice kovových katalyzátorů dokáží přeměnit dva elektrony najednou.“

Změnou intenzity laserového paprsku využitého v experimentu vědci zjistili, že při intenzitě, která je 4 až 5krát větší než intenzita slunečního záření, přeměnili zlaté nanočástice dva elektrony etanolu na „elektronově hladovou sondu“.

„K vytvoření vazeb mezi atomy jsou zapotřebí dva elektrony. Pokud neposkytneme dva elektrony a dva protony, které neutralizují ztrátu elektronů, vytvoříme volné radikály. Ty jsou vysoce reaktivní a mohou vytvořit zpětnou reakci, která vyplýtvá energii potřebnou k jejich vytvoření. Reagují také s ostatními materiály, anebo ničí katalyzátory,“ řekl Jain.

Vědci doufají, že tuto technologii využijí  také k výrobě propanu a butanu

Jain dále uvedl, že nedávné experimenty provedené jeho laboratoří zahrnovaly multielektronové a multiprotonové přemísťování. V těchto experimentech byl přeměn oxid uhličitý na etan, což je energeticky bohatší směs než je metan. Profesor Jain a jeho kolegové doufají, že bude možné vyrábět za pomocí této technologie propan a butan.

„Z pohledu chemie je zajímavé porozumět pravidlům určujícím sloučení atomů uhlíku dohromady. Přenos více než jednoho elektronu najednou, aktivace více než jedné molekuly oxidu uhličitého najednou na povrchu nanočástice katalyzátoru nám může pomoci k získání vyšších uhlovodíků.“

I když nový objev představuje důležitý krok kupředu, technologie musí být dále rozvíjena, aby byla připravena k použití a rozšíření.

„Je před námi stále ještě dlouhá cesta. Myslím si, že potřebujeme minimálně ještě desetiletí k nalezení sekvestrace oxidu uhličitého, k jeho fixaci a přeměnu na paliva, která by byla ekonomicky životaschopná. Ale každé nahlédnutí do procesu této přeměny zrychluje krok, kterým se vědecká komunita může ubírat,“ řekl Prashant Jain.

Mohlo by vás zajímat:

Komentáře(10)
Petr Vytlačil
1. červen 2018, 23:58

Děkuji za upozornění. Odkaz je uveden v perexu.

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180515105723.htm

Milan Vaněček
31. květen 2018, 11:05

Souhlas, dočkáme se toho dříve než ČR stihne naplánovat a v cizině nakoupit novou jadernou elektrárnu (která v té době už bude naprosto zbytečná, když odhlédneme od její obrovské ceny).

Radek
1. červen 2018, 07:17

Pár otázek: umí technologie využívat CO2 přímo ze vzduchu (tedy z ppm koncentrací)? Nebo musím nejdřív (nějak) získat 100% CO2? Započítávají se náklady na frakční destilaci vzduchu do bilance zařízení?

Erich von dem Bach-Zelewski
1. červen 2018, 12:32

umí, otázka je, s jakými náklady. "Ve velkém" se vždy uvažuje s tím, že se CO2 zkoncentruje, nebo (třeba pro řasové technologie, pro skleníky) se využijí alespoň např. spaliny, nejlepší jsou z oxyfuel procesu (v ČR tuším žádný není).

Pepa
3. červen 2018, 08:52

V tom případě muzou to ceocko prodat jako technický plyn ?

Martin Pácalt
31. květen 2018, 13:09

Pokud nastane situace, že bude zvládnuta výroba těchto uhlovodíků, bude po ruce dost CO2 správného původu a díky ceně vysoká poptávka, pak se bude hodit výroba ve dne i v noci. A na to jsou jaderky jak ušité.

Milan Vaněček
31. květen 2018, 13:15

Jak ušité, ale moc drahé. Slunce, vítr a vodu neporazí.

manasek
31. květen 2018, 15:07

Slunce v noci? Vodní kapacity jsou v evropě téměř vyčerpány, a vítr je vám bez obřího úložiště či zálohy k ničemu.

Ektron
31. květen 2018, 12:34

Při světelném nabuzení přeměňují nanočástice elektrony na molekuly, které poté mění barvu.

:-))) NEE:-))) Elektrony na molekuly.

Erich von dem Bach-Zelewski
1. červen 2018, 12:30

Té věty jsem si taky všiml ("při světelném nabuzení uvolňují nanočástice elektrony do molekul vody, které poté mění barvu") , tenhle článek je snůška kravin. Proč neuvedete reakční schémata, nebo nějaký odkaz?

Komentáře pouze pro přihlášené uživatele

Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.

V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.

Přihlásit se