Nekyla abejonių, kad klimato kaita yra labai rimta (ir blogėjanti) problema. Remiantis naujausia Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) ataskaita, net jei visos pramoninės pasaulio šalys per naktį taptų anglies neutralumu, problema ir toliau blogėtų. Trumpai tariant, nepakanka nustoti siurbti megatonus CO2 į atmosferą; mes taip pat turime pradėti šalinti tai, ką jau įdėjome.
Čia naudojama technika, vadinama anglies surinkimu (arba anglies šalinimu). Remdamasi savo prigimtimi, tarptautinė tyrinėtojų komanda iš Vaterlo universiteto, Ontarijas, sukūrė „dirbtinį lapą“, kuris imituoja tikrojo daikto anglies valymo sugebėjimus. Užuot sukę atmosferos CO2 pačiame kuro šaltinyje lapas paverčia jį naudingu alternatyviu kuru.
Komandos tyrimas buvo aprašytas straipsnyje, kuris neseniai pasirodė žurnale Gamtos energija. Komandai vadovavo Yimin A. Wu, Ilinojaus Argonne nacionalinės laboratorijos (ANL) Nanoskalių medžiagų centro tyrėjas ir Vaterlo nanotechnologijų instituto (WIN) inžinerijos profesorius. Prie jo prisijungė abiejų institucijų, taip pat Kalifornijos valstijos universiteto (Nortridžas) ir Honkongo miesto universiteto tyrėjai.
Gamtoje žali augalai paverčia atmosferos CO2 ir vanduo į fotosintezės procesą į gliukozę ir deguonį. Tai padaryti įmanoma dėl pigmento chlorofilo, kuris sugeria saulės šviesą įvairiais bangų ilgiais (violetinė-mėlyna ir oranžinė-raudona), kad būtų palaikomos cheminės reakcijos. Tada augalai naudoja gliukozę kaip kuro šaltinį, o deguonies dujos išsiskiria.
Kaip paaiškino Wu, jis ir jo komanda panaudojo tą pačią idėją kurdami dirbtinį lapą, kuris remiasi labai panašiu procesu, tačiau gamina skirtingus galutinius produktus. „Mes tai vadiname dirbtiniu lapu, nes jis imituoja tikrus lapus ir fotosintezės procesą“, - sakė jis. „Lapas gamina gliukozę ir deguonį. Mes gaminame metanolį ir deguonį. “
Proceso raktas (prie kurio Wu ir jo kolegos dirba nuo 2015 m.) Yra vario oksidas - pigūs raudoni milteliai, chemiškai sukurti taip, kad būtų kuo daugiau aštuonių pusių dalelių. Šie milteliai susidaro vykstant cheminei reakcijai, kai į vandenį, kuris pašildomas iki nurodytos temperatūros, įpilama gliukozės, vario acetato, natrio hidroksido ir natrio dodecilsulfato.
Šie milteliai įpilami į vandenį, kur naudojami kaip katalizatorius, kai įpumpuojamas anglies dioksidas, o saulės energijos imitatorius į tirpalą šviečia baltos šviesos spinduliu. Gauta cheminė reakcija gamina deguonies dujas (fotosintezės metu), o CO2, vanduo ir miltelių tirpalas paverčiami metanoliu. Kadangi metanolio virimo temperatūra yra žemesnė nei vandens, tirpalas kaitinamas ir metanolis surenkamas išgaravus.
Šis procesas atspindi panašius tyrimus, kurie buvo vykdomi Kembridžo universitete JK, kur mokslininkai sukūrė prietaisą, kuriame saulės ir kobalto šviesos absorberių sukurta fotosintezė pasuka vandenį ir CO2 dujos į singas. Ši medžiaga yra pagaminta iš vandenilio ir anglies monoksido mišinio ir naudojama gaminant alternatyvius degalus, vaistus, plastikus ir trąšas.
Tai taip pat panaši į „dirbtinio medžio“ koncepciją, kurią sukūrė Klausas Lackneris, Kolumbijos universiteto „Lenfest“ tvarios energijos centro direktorius. Prieš metus Lackner pasiūlė metodą, pagal kurį „medžiai“ su derva padengtais plastikiniais lapais galėtų pašalinti net 100 kartų daugiau nei CO2 iš oro kaip natūralūs medžiai. Kai lapai sugeria kiek įmanoma daugiau anglies dioksido, jie dedami į vandenį, kad susidarytų biokuras.
Šis procesas yra įdomus dėl dviejų priežasčių. Visų pirma, anglies dioksido (pagrindinis globalinio atšilimo veiksnys) pašalinimas iš atmosferos padės sulėtinti klimato pokyčius. Antra, gaunami alternatyvūs degalai leis žmonėms ir toliau pasikliauti neelektriniais automobiliais, taip suteikdami mums daugiau laiko pereiti prie anglies atžvilgiu neutralaus gyvenimo. Arba kaip Wu elektroniniu paštu pasakojo „Space Magazine“:
Tikimasi, kad ši technologija sumažins CO2 naftos, automobilių ir plieno įmonių išmetamų teršalų. Jis taip pat gali tiekti švarų ir tvarų kurą, metanolį transporto priemonėms ir orlaiviams. Metanolis taip pat yra chemijos pramonės žaliava plastikams ir pluoštams gaminti. Tai yra sprendimas sumažinti išmetamą CO2 kiekį ir gaminti ekologišką ekonomiką tausojantį kurą “.
Ateityje bus imamasi papildomų žingsnių, siekiant padidinti metanolio išeigą ir komercializuoti patentuotą procesą, kad jis galėtų būti naudojamas pramonės reikmėms. „Nepaprastai džiaugiuosi, kad šis atradimas gali pakeisti žaidimą“, - pridūrė Wu. „Klimato kaita yra neatidėliotina problema ir mes galime padėti sumažinti CO2 taip pat kuriant alternatyvų kurą. “
