Вчені навчилися отримувати спирт з повітря

Фізики з США створили особливі "наноголки" з графена і міді, які використовують енергію електричного струму для перетворення вуглекислого газу (СО2) в молекули етанолу – звичайного спирту, йдеться в статті, опублікованій в журналі ChemistrySelect, – передає РІА Новости.

"Ми фактично випадково виявили, що даний матеріал працює так, як він працює. Спочатку ми просто хотіли реалізувати перший крок в 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).

В останні роки вчені активно намагаються знайти спосіб перетворення атмосферного СО2 в біопаливо та інші корисні речовини. Наприклад, в липні цього року фізики з Чикаго представили незвичайну сонячну батарею з наноматеріалів, яка безпосередньо використовує енергію світла для розщеплення молекул вуглекислоти і виробництва чадного газу і водню, з яких можна отримувати метан, етанол і інші види біопалива.

Деокупація півдня країни – як українські військові відвойовують території

Заборона на пересування країною для військовозобов'язаних – всі деталі

Ракетні удари по мирних українськиих містах - липень 2022

Ядерний тероризм Росії

Рондінон і 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 приносять користі або навіть заважають отримання біопалива з вуглекислого газу.

В якості головного матеріалу для цього каталізатора вчені обрали мідь, чиї електрохімічні властивості ідеально підходять для відновлення СО2 в чадний газ та інші види молекул.

Проблема полягає в тому, що мідні наночастинки і пластинки перетворять СО2 не в одну речовину, а відразу в кілька десятків молекул, чия присутність і концентрації залежать від напруги струму, який пропускається через каталізатор. Це робить практично неможливим промислове використання подібних розщеплювачів СО2.

Фізики з Оак-Ріджа вирішили цю проблему за допомогою іншого перспективного наноматеріала – графена. Зім'явши листи графена в своєрідні "гармошки", вчені засіяли їх складки наночастинками міді, що привело до того, що молекули СО2 розщеплювалися в строго відведених місцях – на вершинах графенових "наноголок".

Це дозволило американським дослідникам гнучко управляти тим, що відбувається в ході цього розщеплення, і змусити СО2 перетворюватися майже завжди в звичайний етиловий спирт – в середньому, близько 60% молекул вуглекислоти перетворюється на етанол.

Учені поки не знають, що саме відбувається в цих точках, однак вони припускають, що графенові складки заважають повному відновленню молекул СО2 і тим самим не дають їм перетворитися в 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 в 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 потім застосовувати як біопаливо для машин або як робоче тіло для паливних елементів.