Команда химиков Питтсбургского университета недавно идентифицировала два основных фактора для оптимального катализа атмосферного СО2 в жидкое топливо.
Представьте себе электростанцию, которая забирает излишек углекислого газа из атмосферы, образуемого от сжигания топлива, и превращает его обратно в топливо. А теперь представьте, что эта станция работает только на солнечной энергии и воде. Она не сжигает топливо сама, а только сокращает объемы СО2 в процессе производства.
«Мы пытаемся ускорить натуральный цикл углерода и сделать его более эффективным, — говорит ведущий исследователь, профессор Карл Джонсон. — Не нужно больше тратить зря энергию на все лишнее, что сопутствует росту растений, а в результате мы получаем рукотворный углеродный цикл, дающий нам жидкое топливо».
Есть и подвох — СО2 очень нестабильная молекула, и для реакции требуются большие объемы энергии. Традиционный способ использования излишков углекислого газа — удаление атома кислорода и комбинация оставшегося СО с Н2 для создания метанола. Однако, во время этого процесса реактору требуется температура в 1000 градусов Цельсия, чего трудно добиться при использовании энергии Солнца.
Катализ можно совершить при более низкой температуре. Джонсону удалось изучить серии из 8 различных групп льюисовских кислот и базовых пар, и обнаружить, что два фактора являются существенными, чтобы считать вещество подходящим катализатором — это энергия адсорбции водорода и прочность льюисовских пар.
Используя эту структуру, Джонсон планирует подойти ближе к созданию электростанции, перерабатывающей СО2 в жидкое топливо.