Повечето методи за борба с изменението на климата се отнасят до намаляване на емисиите на парникови газове: изобретяване на по-чисти електроцентрали, инженеринг на по-екологични автомобили. След това е лагерът от изследователи, които се фокусират върху извличането на газове от атмосферата, след като вече са били освободени.
Така нареченото „улавяне на въглероден диоксид“ е противоречиво, често се отхвърля като непрактично или неадекватно. Въпреки че глобалните усилия за намаляване на емисиите се оказаха трудни и понякога разочароващи, подходът изглежда все по-примамлив.
Ново изобретение от учени от Калифорнийския университет в Бъркли предлага ново поемане на улавянето на въглерод. Изследователите са създали наноматериал, който разрушава въглеродния диоксид, разделяйки го на кислород и въглероден окис.
Учените отдавна се опитват да се отърват от въглеродния диоксид, като разделят молекулата му. Тези опити за разделяне могат да бъдат енергоемки, което побеждава екологичната цел. Така изследователите са използвали различни катализатори, за да ускорят реакцията, намалявайки количеството електричество, необходимо за разделяне на молекулите. Много учени се съсредоточиха върху порфирините, органични молекули с формата на пръстен, за да направят тези реакции. Въпреки че порфирините могат да имат различни атоми в своите центрове, използваните за тази цел са кобалтови порфирини, които са особено каталитично активни. Когато тези порфирини се добавят към разтвор с два електрода, електролит и малко разтворен въглероден диоксид, порфирините се привличат към електролита. Това кара електроните да преминават към въглеродния диоксид, разделяйки го на въглероден окис и кислород. Но този подход не е перфектен. Порфирините се струпват и губят ефективност с течение на времето, а решенията, използвани за осъществяването на процеса, сами по себе си са под въпрос за околната среда.
Изследователите от Беркли изглежда са намерили нов начин да се справят с това, като създават порест наноматериал, свързващ порфирини заедно в мрежестоподобно вещество. Това се нарича ковалентна органична рамка (COF). Въглеродният диоксид прониква през COF, разделя се на въглероден окис и кислород с много малко добавена енергия. Той работи около 60 пъти по-ефективно от разделянето на въглеродния двуокис с помощта на свободно плаващи порфирини. Изследването е докладвано в списание Science .
Увеличено изображение на COF (Science) И така, какво може да се направи с кислорода и въглеродния окис, създадени от процеса?
„Въглеродният окис е важен, тъй като е един от изходните запаси на химическата промишленост, който произвежда горива на базата на въглероден оксид“, казва Кристиан Диеркс, един от водещите изследователи на изследването. „Основната идея е да се използва въглероден диоксид, който е отпадък, и да се превърне в гориво.“
В бъдеще фабриките биха могли да използват листове от тези наноматериали около районите за производство на въглероден диоксид, като пушечки, превръщайки го директно във въглероден окис за гориво. Но това е дълъг път надолу по пътя.
"Ако наистина искате да постигнете нещо като намаляване на въглеродния диоксид, което да се случи в голям мащаб, мисля, че винаги се нуждаете от правителствени стимули", казва Диеркс, "защото на индустрията винаги е необходимо много време да набере нови идеи като тази."
Досега лабораторията е изработвала материала само в малки количества, 30 милиграма наведнъж. Отнема няколко дни, така че процесът ще трябва да стане по-ефективен, за да бъде приложен на индустриално ниво. Следващата стъпка на изследователите е да потърсят начини за по-ефективно превръщане на въглеродния окис в гориво.
