Плазмата отвора нов пат за рециклирање на јаглеродниот диоксид
- Што ако гасот што го поврзуваат со климатските промени стане суровина за производство на горива и хемикалии? Да, станува збор за
јаглеродниот диоксид, кому дури и идеолошко-политички му се залепи етикетата дека е главниот причинител за климатските промени.
Сега, едно ново истражување покажува дека комбинацијата од плазма, електрична енергија и бакар може да отвори досега недостапни
патишта за претворање на јаглеродниот диоксид во корисен производ
Јаглеродниот диоксид со децении е симбол на еден од најголемите еколошки предизвици на современиот свет. Но што ако наместо само да се обидуваме да го намалиме неговото испуштање во атмосферата, научиме дел од него да претвораме во нешто корисно? Токму на ова прашање се обидува да одговори истражување објавено во престижното научно списание „Најчр каталисис“. Научниците комбинирале плазма и електрохемиски процес за да ги претворат јаглеродниот диоксид и јаглеродниот моноксид во хемиски соединенија со потенцијална индустриска вредност. Идејата не е сосема нова. Имено, истражувачите веќе подолго време испитуваат како со помош на електрична енергија јаглеродниот диоксид може да се претвори во горива и хемиски суровини. Проблемот е што реакцијата често произведува мешавина од соединенија, а добивањето конкретен посакуван производ во доволни количества останува сериозен предизвик. Новото истражување нуди поинаков пристап. Наместо да се потпираат само на подобрување на катализаторот, научниците се обиделе да го променат и самиот гас пред тој да стигне до местото каде што се одвива хемиската реакција.
Плазма: Енергија што ги менува правилата на играта
Плазмата често се опишува како четврта агрегатна состојба на материјата, покрај цврстата, течната и гасовитата. Во неа има наелектризирани честички, меѓу кои електрони и јони, способни да предизвикаат хемиски реакции што потешко се случуваат во обични услови. Во истражувањето е употребена таканаречена нетермичка плазма. Тоа е особено важно затоа што електроните можат да имаат висока енергија, додека гасот во целина не мора да се загрева до екстремни температури. Со оваа постапка, молекулите на јаглеродниот диоксид и на јаглеродниот моноксид се активираат пред да стигнат до бакарна електрода. Таму, со помош на електрична енергија и катализатор се поттикнуваат понатамошни реакции. Бакарот има посебна улога: неговата површина може да помогне јаглеродните атоми да се поврзат меѓусебно и да создадат молекули со подолги јаглеродни синџири. Токму тоа е една од најтешките задачи во електрохемиското претворање на јаглеродниот диоксид. Резултатите се охрабрувачки. Кога јаглеродниот диоксид и јаглеродниот моноксид се внесувале заедно, во споредба со електрохемиски процес без плазма, продуктивноста на соединенијата со три или повеќе јаглеродни атоми била зголемена за 3,3 пати, а продуктивноста на алкохолите за 1,5 пат. Истражувачите пријавиле и создавање соединенија што не биле добиени на истиот начин без плазма, меѓу нив метанол, ацетилен, етан, пропан, бутан и бутанол.
Од лабораториски експеримент до индустриска можност
Зошто се важни овие резултати? Затоа што хемиската индустрија има потреба од големи количества суровини за производство на горива, растворувачи, пластики и други материјали. Ако јаглеродот од јаглеродниот диоксид може ефикасно да се искористи за дел од овие производи, би можело да се намали дел од зависноста од традиционалните фосилни суровини. Сепак, постои важна разлика меѓу успешно лабораториско претворање и технологија што може економично да работи во индустриски размери. За тоа се потребни дополнителни испитувања на потрошувачката на електрична енергија, трајноста на електродите, селективноста на реакциите, одвојувањето на добиените производи и вкупните трошоци.
Ова истражување е важен чекор во развојот на технологиите за искористување на јаглеродот. Неговата вистинска вредност ќе зависи од тоа дали процесот ќе може да се зголеми, да стане енергетски ефикасен и да произведува соединенија по конкурентни цени. Најинтересното во приказната е промената на перспективата. Имено, јаглеродниот диоксид не мора да се гледа низ призмата на оние што го наметнаа како „опасност“ што треба да се отстрани/намали. Сега се откриваат и нови приоди и со соодветни услови, тој може да стане почетна суровина за нови производствени процеси. Патот до фабриките сè уште е долг, но комбинацијата од плазма и електрохемија покажува дека во борбата за поодржлива индустрија иднината можеби нема да се состои само во наметнатите стандарди на развиените да испуштаме помалку јаглерод, туку иновативно да го користиме оној што го имаме и оној што го создаваме.
