Forskare från Cambridge University skapade en solreaktor för att förvandla plastavfall och CO2 till användbara kemikalier och hållbara bränslen. Forskare använde solenergi för att omvandla industriella och atmosfäriska utsläpp till miljövänliga flytande bränslen och plastflaskor till glykolsyra för kosmetika. Målet med tekniken är att ta bort fossila bränslen och minska kolet från atmosfären. Med denna solenergi omvandlar koldioxid och plast till hållbara bränsletekniker, underjordisk lagring av koldioxid och dess långsiktiga konsekvenser kan minskas.
Forskare från Cambridge University skapade en solreaktor som omvandlar CO2 och plastavfall till miljövänliga bränslen och användbara kemikalier. CO2 förvandlades till syngas för hållbara flytande bränslen och plastflaskor förvandlades till glykolsyra för kosmetika. I motsats till tidigare experiment med sin solbränsleteknik använde forskarna CO2 från faktiska källor, som industriella utsläpp eller direkt från atmosfären. Forskare fångade och förvandlade CO2 till miljövänligt bränsle.
Denna teknik behöver fortfarande förbättringar innan den används i stor skala. Resultaten visar dock på ett viktigt steg framåt mot att producera rena bränslen för att driva ekonomin, utan att skada miljön med olje- och gasutvinning.
Professor Erwin Reisners team vid Yusuf Hamieds kemiinstitution har i åratal skapat förnybara, koldioxidneutrala bränslen med hjälp av konstgjorda blad och inspirerats av fotosyntes, den process som växter använder för att omvandla solljus till energi. Genom att enbart förlita sig på solenergi kan dessa syntetiska blad omvandla vatten och koldioxid till användbara bränslen.
Deras solexperiment använde koncentrerad CO2 från en cylinder, men den behöver fånga upp CO2 från industriella processer eller luft för praktisk användning. Det är svårt att göra teknik som kan omvandla mycket utspädd CO2 eftersom det finns många typer av molekyler i luften, inte bara CO2.
Professor Reisner sa: ”Vi är inte bara intresserade av avkarbonisering, utan avfossilisering – vi måste helt eliminera fossila bränslen för att skapa en verkligt cirkulär ekonomi. På medellång sikt skulle den här tekniken kunna bidra till att minska koldioxidutsläppen genom att fånga upp dem från industrin och omvandla dem till något användbart, men i slutändan måste vi helt utesluta fossila bränslen ur ekvationen och fånga upp koldioxid från luften.”
Forskarna hämtade motivation från tekniker för koldioxidavskiljning och lagring (CCS), vilket innebär att man avskiljer koldioxid och lagrar den under jord genom pumpning.
Med professor Reisners ord: ”CCS är en teknik som är populär inom fossilbränsleindustrin som ett sätt att minska koldioxidutsläppen samtidigt som olje- och gasutvinningen fortsätter. Men om vi istället för koldioxidavskiljning och -lagring hade koldioxidavskiljning och -användning, skulle vi kunna göra något användbart av koldioxid istället för att begrava den under jord, med okända långsiktiga konsekvenser, och eliminera användningen av fossila bränslen.”
Forskare fick sin solteknik att fungera med bränslegas och luft , genom att använda solljus för att omvandla CO2 och plast till bränsle och kemikalier. Processen att bubbla luft genom en alkalisk lösning möjliggör selektiv infångning av CO2 medan de andra gaserna avlägsnas på ett säkert sätt. Genom att tillämpa denna bubbelteknik kan forskare effektivt koncentrera den CO2 som finns i atmosfären i en lösning, vilket underlättar dess hantering.
Se även : 6 fördelar och nackdelar med koldioxidavskiljning
Detta integrerade system innehåller en anod och en fotokatod. Ett av avdelningarna i systemet fångar upp CO2-lösning, som sedan omvandlas till syngas, en grundläggande typ av bränsle. En annan omvandlar plast till användbara kemikalier med hjälp av solenergi.
Medförstaförfattaren Dr. Motiar Rahaman sa: ”Plastkomponenten är ett viktigt knep i det här systemet. Att fånga och använda koldioxid från luften gör kemin svårare. Men om vi tillsätter plastavfall till systemet donerar plasten elektroner till koldioxiden. Plasten bryts ner till glykolsyra, som används flitigt inom kosmetikaindustrin, och koldioxiden omvandlas till syntesgas, vilket är ett enkelt bränsle.”
Dr. Sayan Kar , medförfattare, säger: ”Detta soldrivna system tar två skadliga avfallsprodukter – plast och koldioxidutsläpp – och omvandlar dem till något verkligt användbart. Att vi effektivt kan ta koldioxid från luften och göra något användbart av den är speciellt. Det är tillfredsställande att se att vi faktiskt kan göra det med hjälp av enbart solljus.”
Dr. Rahaman tillade: ”Istället för att lagra koldioxid under jord, som vid CCS, kan vi fånga upp den från luften och tillverka rent bränsle av den. På så sätt kan vi utesluta fossilbränsleindustrin från bränsleproduktionsprocessen, vilket förhoppningsvis kan hjälpa oss att undvika klimatförstörelse.”
Forskare tillverkar en liten och effektiv enhet för att visa hur användning av infångad luft med CO2 kan skapa en koldioxidfri framtid. Förhoppningsvis kan reaktorer där solenergi omvandlar CO2 och plast till hållbart bränsle också hjälpa till att hantera klimatförändringarna.
Källforskning – Integrerad avskiljning och soldriven användning av koldioxid från rökgas och luft
