Enamik kliimamuutustega võitlemise meetodeid seisneb kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamises: puhtamate elektrijaamade leiutamine, keskkonnasäästlikumate autode kavandamine. Siis on seal teadlaste laager, kes keskenduvad atmosfääri gaaside kogumisele, kui need on juba vabastatud.
Nn süsinikdioksiidi kogumine on olnud vaieldav, sageli lükatakse tagasi kui ebapraktiline või ebapiisav. Kuna ülemaailmsed jõupingutused heitkoguste vähendamiseks on osutunud keeruliseks ja mõnikord pettumust valmistavaks, näib lähenemisviis üha ahvatlevam.
California Berkeley ülikooli teadlaste uus leiutis pakub uudset süsiniku sidumise võimalust. Teadlased on loonud nanomaterjali, mis hävitab süsinikdioksiidi, jagades selle hapnikuks ja vingugaasiks.
Teadlased on juba ammu proovinud süsinikdioksiidist vabaneda selle molekuli poolitamise teel. Need tükeldamise katsed võivad olla energiamahukad, mis kahjustab keskkonna eesmärki. Nii on uurijad reaktsiooni kiirendamiseks kasutanud erinevaid katalüsaatoreid, vähendades molekulide lõhenemiseks vajaminevat elektrienergia kogust. Paljud teadlased on nende reaktsioonide toimumiseks keskendunud porfüriinidele, rõngakujulistele orgaanilistele molekulidele. Ehkki porfüriinide keskmes võivad olla erinevad aatomid, kasutatakse selleks koobaltporfüriine, mis on eriti katalüütiliselt aktiivsed. Kui neid porfüriine lisatakse lahusele kahe elektroodi, elektrolüüdi ja mõne lahustatud süsinikdioksiidiga, tõmbuvad porfüriinid elektrolüüdi. See põhjustab elektronide liikumist süsinikdioksiidi, jagades selle süsinikmonooksiidiks ja hapnikuks. Kuid see lähenemine pole olnud täiuslik. Porfüriinid kogunevad kokku ja kaotavad aja jooksul efektiivsuse. Protsessi toimimiseks kasutatud lahendused on ise keskkonnasäästlikud.
Tundub, et Berkeley teadlased leidsid selle lahendamiseks uue viisi, luues poorse nanomaterjali, mis seob porfüriinid võrgusilmakujuliseks aineks. Seda nimetatakse kovalentseks orgaaniliseks raamistikuks (COF). Süsinikdioksiid imbub läbi COF, jaguneb süsinikmonooksiidiks ja hapnikuks väga vähese lisatud energiaga. See toimib umbes 60 korda tõhusamalt kui süsinikdioksiidi tükeldamine, kasutades vabalt ujuvaid porfüriine. Uuringutest teatati ajakirjas Science .
COF-i suurendatud pilt (teadus) Mida saab teha protsessi käigus loodud hapniku ja vingugaasi abil?
„Süsinikmonooksiid on oluline, kuna see on keemiatööstuse üks lähteaineid, millest valmistatakse kütuseid süsinikmonooksiidi baasil, “ ütleb Christian Diercks, üks uuringu juhtivaid teadlasi. "Idee on põhimõtteliselt kasutada süsinikdioksiidi, mis on jäätmed, ja muuta see kütuseks."
Tulevikus võiksid tehased kasutada nende nanomaterjalide lehti süsinikdioksiidi tekitavate piirkondade (näiteks suitsukastid) ümbruses, muutes selle otse kütusena süsinikmonooksiidiks. Kuid see on pikk tee mööda.
"Kui soovite tõesti midagi sellist, nagu süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamine, suures plaanis toimuda, siis arvan, et vajate alati valitsuse stiimuleid, " ütleb Diercks, "kuna selliste ideede korjamine võtab tööstusel alati palju aega."
Siiani on labor teinud materjali vaid pisikestes kogustes, 30 milligrammi korraga. Valmistamine võtab mitu päeva, nii et protsess peaks tööstuslikul tasandil rakendamiseks muutuma tõhusamaks. Teadlaste järgmine samm on uurida võimalusi süsinikmonooksiidi tõhusamaks muundamiseks kütuseks.
