Ученые Кембриджского университета создали солнечный реактор для превращения пластиковых отходов и CO2 в полезные химикаты и устойчивое топливо. Ученые использовали солнечную энергию для превращения промышленных и атмосферных выбросов в экологически чистое жидкое топливо, а пластиковые бутылки — в гликолевую кислоту для косметики. Целью технологии является удаление ископаемого топлива и сокращение углерода из атмосферы. Благодаря этой солнечной энергии CO2 и пластик превращаются в устойчивые методы топлива, подземное хранение углекислого газа и его долгосрочные последствия могут быть сокращены.
Ученые Кембриджского университета создали солнечный реактор, который преобразует CO2 и пластиковые отходы в экологически чистое топливо и полезные химикаты. CO2 был превращен в синтетический газ для устойчивого жидкого топлива, а пластиковые бутылки были превращены в гликолевую кислоту для косметики. В отличие от предыдущих экспериментов с их технологией солнечного топлива, исследователи использовали CO2, полученный из реальных источников, таких как промышленные выбросы или непосредственно из атмосферы. Ученые захватили и превратили CO2 в экологически чистое топливо.
Эта технология все еще нуждается в усовершенствовании перед использованием в больших масштабах. Однако результаты показывают важный шаг вперед на пути к производству чистого топлива для экономики, не нанося вреда окружающей среде при добыче нефти и газа.
Команда профессора Эрвина Рейснера из химического факультета имени Юсуфа Хамиеда уже много лет занимается созданием возобновляемых, углеродно-нейтральных видов топлива, используя искусственные листья и черпая вдохновение из фотосинтеза — процесса, который растения используют для преобразования солнечного света в энергию. Полагаясь исключительно на солнечную энергию, эти синтетические листья способны преобразовывать воду и CO2 в полезное топливо.
Их солнечные эксперименты использовали концентрированный CO2 из баллона, но для практического использования необходимо улавливать CO2 из промышленных процессов или воздуха. Трудно создать технологию, которая может преобразовывать много разбавленного CO2, поскольку в воздухе есть много типов молекул, а не только CO2.
Профессор Рейснер сказал: «Нас интересует не просто декарбонизация, а отказ от ископаемого топлива — нам необходимо полностью отказаться от ископаемого топлива, чтобы создать по-настоящему замкнутую экономику. В среднесрочной перспективе эта технология может помочь сократить выбросы углерода, улавливая их в промышленности и превращая в нечто полезное, но в конечном итоге нам необходимо полностью исключить ископаемое топливо из уравнения и улавливать CO2 из воздуха».
Исследователи черпали вдохновение в технологиях улавливания и хранения углерода (CCS), которые предполагают улавливание CO2 с последующим его хранением под землей путем откачки.
По словам профессора Рейснера, «улавливание и хранение углерода — это технология, популярная среди предприятий, занимающихся ископаемым топливом, как способ сокращения выбросов углерода при одновременном продолжении разведки нефти и газа. Но если бы вместо улавливания и хранения углерода мы использовали улавливание и использование углерода, мы могли бы извлекать что-то полезное из CO2 вместо того, чтобы закапывать его под землю с неизвестными долгосрочными последствиями, и отказаться от использования ископаемого топлива».
Исследователи адаптировали свою солнечную технологию для работы с топливным газом и воздухом , используя солнечный свет для превращения CO2 и пластика в топливо и химические вещества. Процесс пропускания воздуха через щелочной раствор позволяет избирательно улавливать CO2, в то время как другие газы безопасно удаляются. Применяя эту технику пропускания воздуха, ученые могут эффективно концентрировать присутствующий в атмосфере CO2 в растворе, что облегчает его обработку.
См. также : 6 преимуществ и недостатков улавливания углерода
Эта интегрированная система содержит анод и фотокатод. Один из отсеков системы захватывает раствор CO2, который затем преобразуется в синтез-газ, базовый вид топлива. Другой преобразует пластик в полезные химикаты, используя солнечную энергию.
Соавтор, доктор Мотиар Рахаман, сказал: «Пластиковый компонент — важная составляющая этой системы. Улавливание и использование CO2 из воздуха усложняет химические процессы. Но если мы добавим в систему пластиковые отходы, пластик будет отдавать электроны CO2. Пластик разлагается на гликолевую кислоту, которая широко используется в косметической промышленности, а CO2 преобразуется в синтез-газ, который является простым топливом».
Доктор Саян Кар , один из соавторов статьи, заявляет: «Эта система, работающая на солнечной энергии, берет два вредных отхода — пластик и выбросы углекислого газа — и преобразует их в нечто действительно полезное. Тот факт, что мы можем эффективно извлекать CO2 из воздуха и создавать из него что-то полезное, — это нечто особенное. Приятно видеть, что мы действительно можем это сделать, используя только солнечный свет».
Доктор Рахаман добавил: «Вместо того чтобы хранить CO2 под землей, как в технологиях улавливания и хранения углерода, мы можем улавливать его из воздуха и производить из него чистое топливо. Таким образом, мы можем исключить индустрию ископаемого топлива из процесса производства топлива, что, будем надеяться, поможет нам избежать разрушения климата».
Ученые создают небольшое и эффективное устройство, чтобы показать, как использование захваченного воздуха с CO2 может создать будущее с нулевым выбросом углерода. Надеемся, что реакторы, в которых солнечная энергия преобразует CO2 и пластик в устойчивое топливо, также могут помочь в борьбе с изменением климата.
