Искусственный лист превращает CO2 в топливо и ценные химикаты

Вдохновленные фотосинтезом растений, исследователи из Кембриджского университета и Калифорнийского университета в Беркли разработали искусственный лист, который использует солнечный свет для преобразования CO₂ в углеводороды, предлагая устойчивую альтернативу ископаемому топливу.

Mô hình lá nhân tạo. (Nguồn: Đại học Cambridge)

Модель искусственного листа. (Источник: Кембриджский университет)

Соответственно, крошечные медные наноцветы (недавно разработанный класс наночастиц со структурой, похожей на цветок) прикрепляются к искусственному листу для производства чистого топлива и высококачественных химикатов.

В отличие от большинства катализаторов, которые могут преобразовывать CO₂ только в отдельные молекулы углерода, устройство включает в себя поглощающий свет лист, изготовленный из перовскита (материала, используемого для изготовления высокопроизводительных солнечных элементов), с медным наноцветковым катализатором, который преобразует углекислый газ в более сложные углеводороды с двумя атомами углерода, обычно этан и этилен — сырье для жидкого топлива, химикатов и пластмасс.

Согласно отчетам, опубликованным в журнале Nature Catalysis, практически все углеводороды сегодня происходят из ископаемого топлива.

Исследование предлагает более чистую альтернативу этому типу топлива, поскольку методы, разработанные командой Кембриджа-Беркли, позволяют создавать химические вещества и топливо из CO₂, воды и глицерина, распространенного органического соединения, без дополнительных выбросов углерода.

Кроме того, для достижения более высокой эффективности и преодоления энергетических ограничений процесса расщепления воды команда добавила электроды из кремниевой нанопроволоки, которые производят углеводороды в 200 раз лучше, чем предыдущие системы расщепления воды и CO₂. Это исследование не только повышает эффективность удаления CO₂, но и позволяет производить ценные химические вещества, такие как глицерат, лактат и формиат, которые применяются в фармацевтике, косметике и синтетической химии.

По мнению авторов, применение их исследований к более сложным органическим реакциям откроет двери к инновациям в устойчивом химическом производстве. При постоянном совершенствовании исследования могут ускорить переход к циклической экономике с нулевым выбросом углерода.

Источник

Комментарий (0)