ใบไม้เทียมเปลี่ยน CO2 ให้เป็นเชื้อเพลิงและสารเคมีอันมีค่า

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ได้รับแรงบันดาลใจจากการสังเคราะห์แสงของพืช จึงได้พัฒนาใบไม้เทียมที่ใช้แสงแดดเพื่อแปลง CO₂ ให้เป็นไฮโดรคาร์บอน ซึ่งเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล

โมเดลใบไม้เทียม (ที่มา: มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์)

ด้วยเหตุนี้ ดอกไม้นาโนทองแดงขนาดเล็ก (ซึ่งเป็นอนุภาคนาโนประเภทใหม่ที่พัฒนาขึ้นโดยมีโครงสร้างเหมือนดอกไม้) จะถูกแนบเข้ากับใบไม้เทียมเพื่อผลิตเชื้อเพลิงสะอาดและสารเคมีที่มีมูลค่าสูง

ตัวเร่งปฏิกิริยานี้แตกต่างจากตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่ที่สามารถแปลง CO₂ ให้เป็นโมเลกุลคาร์บอนเดี่ยวได้เท่านั้น โดยอุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยใบไม้ที่ดูดซับแสงซึ่งทำจากเพอรอฟสไกต์ (วัสดุที่ใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง) กับตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์นาโนฟลาวเวอร์ที่แปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นไฮโดรคาร์บอนที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งมีอะตอมคาร์บอน 2 อะตอม โดยทั่วไปคือเอธานและเอทิลีน ซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับเชื้อเพลิงเหลว สารเคมี และพลาสติก

ตามรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Catalysis ไฮโดรคาร์บอนเกือบทั้งหมดในปัจจุบันมีต้นกำเนิดมาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

งานวิจัยนี้นำเสนอทางเลือกที่สะอาดกว่าเชื้อเพลิงชนิดนี้ เนื่องจากวิธีการที่พัฒนาโดยทีม Cambridge-Berkeley ได้สร้างสารเคมีและเชื้อเพลิงที่ทำจาก CO₂ น้ำ และกลีเซอรอล ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ทั่วไป โดยไม่มีการปล่อยคาร์บอนเพิ่มเติมใดๆ

นอกจากนี้ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและเอาชนะข้อจำกัดด้านพลังงานของกระบวนการแยกน้ำ ทีมงานจึงได้เพิ่มอิเล็กโทรดนาโนไวร์ซิลิกอนที่ผลิตไฮโดรคาร์บอนได้ดีกว่าระบบแยกน้ำและ CO₂ ก่อนหน้าถึง 200 เท่า งานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัด CO₂ เท่านั้น แต่ยังผลิตสารเคมีที่มีมูลค่าสูง เช่น กลีเซอเรต แลคเตต และฟอร์เมต ซึ่งนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยา เครื่องสำอาง และเคมีสังเคราะห์อีกด้วย

ตามที่ผู้เขียนได้กล่าวไว้ การนำผลงานวิจัยไปใช้กับปฏิกิริยาอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้น จะเปิดประตูสู่การสร้างสรรค์นวัตกรรมในการผลิตทางเคมีที่ยั่งยืน ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง การวิจัยสามารถเร่งการเปลี่ยนแปลงสู่เศรษฐกิจแบบหมุนเวียนและเป็นกลางทางคาร์บอนได้

แหล่งที่มา: https://baoquocte.vn/la-nhan-tao-bien-co2-thanh-nhien-lieu-va-hoa-chat-co-gia-tri-304299.html