Вчені створили наноматеріал, що виробляє спирт із повітря
Ми фактично випадково виявили, що даний матеріал працює так, як він працює. Спочатку ми просто хотіли реалізувати перший крок у цій реакції, але в ході експериментів ми швидко зрозуміли, що каталізатор здійснював всю реакцію сам по собі, без втручання з нашого боку. , - Заявив Адам Рондінон (Adam Rondinone) з Національної лабораторії в Оак-Рідж (США).
Рондинон та його колеги довели цей процес до логічного кінця, намагаючись знайти нові, більш ефективні способи розщеплення СО2 на чадний газ і кисень, не породжуючи при цьому інших побічних продуктів реакції, які не є корисними або навіть заважають отриманню біопалива з вуглекислого газу.
Як головний матеріал для цього каталізатора вчені обрали мідь, чиї електрохімічні властивості ідеально підходять для відновлення СО2 у чадний газ та інші види молекул.
Проблема полягає в тому, що мідні наночастинки і пластинки перетворюють СО2 не в одну речовину, а відразу в кілька десятків молекул, присутність і концентрації яких залежать від напруги струму, який пропускається через каталізатор. Це унеможливлює промислове використання подібних розщеплювачів СО2.
Фізики з Оак-Ріджа вирішили цю проблему за допомогою іншого перспективного наноматеріалу – графена. Зім'явши листи графена в своєрідні "гармошки", вчені засіяли їх складки наночастинками міді, що призвело до того, що молекули СО2 розщеплювалися в строго відведених місцях - на вершинах графенових "наногол".
Це дозволило американським дослідникам гнучко керувати тим, що відбувається в ході цього розщеплення, і змусити СО2 перетворюватися майже завжди на звичайний етиловий спирт – у середньому близько 60% молекул вуглекислоти перетворюється на етанол.
Вчені поки не знають, щосаме відбувається у цих точках, однак вони припускають, що графенові складки заважають повному відновленню молекул СО2 і тим самим не дають їм перетворитися на етилен, етан та інші вуглеводні, а також фокусують і перенаправляють потоки електронів на наночастинки міді.
Дана технологія отримання спирту з повітря, за словами фізиків, вже майже повністю готова до промислового застосування - вартість подібних каталізаторів невисока, і їх можна виробляти у будь-яких кількостях. Як вважають вчені, їх винахід можна використовувати для запасання надлишків енергії, що збираються сонячними батареями або вітряками, у вигляді спирту, який можна застосовувати як біопаливо для машин або в якості робочого тіла для паливних осередків.