Inovácia v oblasti nanotechnológií: teraz je možné vyrábať alkohol zo vzduchu

Zamestnanci Amerického fyzikálneho inštitútu vynašli najnovšie „nanoihly“ z grafénu a medi, ktoré premieňajú oxid uhličitý na častice etylalkoholu pomocou energetického potenciálu elektrického prúdu. Tieto údaje sú opísané v periodiku Chemistry Select.

„Náš objav bol objavený, dalo by sa povedať, náhodou. Na samom začiatku našej cesty sme si stanovili podobnú úlohu, ale plánovali sme vynaložiť oveľa viac úsilia a času na jej realizáciu. Ukázalo sa, že transformácia prebieha prakticky nezávisle, bez našej aktívnej účasti,“ – toto je vyhlásenie jedného z účastníkov experimentu, zamestnanca národného laboratória v Oak Ridge (Tennessee).

Za zmienku stojí, že v priebehu posledného desaťročia sa vedci opakovane pokúšali premeniť zložky atmosféry na palivo a iné látky. Napríklad tento rok, uprostred leta, fyzici z Chicaga vynašli špecifickú solárnu nanobatériu, ktorá využíva prúd svetelnej energie na molekulárny rozklad oxidu uhličitého. To umožnilo vyrábať vodík a oxid uhoľnatý na konečnú výrobu metánu, etylalkoholu a iných druhov biopalív.

Odborníci na týchto procesoch pracujú už dlho a snažia sa identifikovať najoptimálnejšie metódy rozkladu oxidu uhličitého s minimálnym súborom pomocných transformačných produktov (často zbytočných alebo dokonca úprimne zbytočných).

Nanotechnológovia si ako hlavnú látku, ktorá proces uľahčuje, vybrali meď, pretože jej vlastnosti dokonale zapadajú do reakcie redukcie oxidu uhličitého.

Problém bol v tom, že meď v dôsledku transformácie prispela k tvorbe nie jednej zložky, ale viacerých, čo sa stalo vážnou prekážkou pre uplatnenie tohto objavu v priemysle.

A napriek tomu bol problém vyriešený dodatočným použitím ďalšieho supersilného a superenergeticky náročného revolučného materiálu – grafénu.

Technológovia dali grafénu jedinečný tvar a čiastočne naň naniesli nanočastice medi. To umožnilo zabezpečiť, aby sa molekuly oxidu uhličitého rozkladali iba v určitých oblastiach, a to na špičkách „nanoihiel“.

Počas experimentu sa výskumníkom podarilo získať kontrolu nad procesom a vyprovokovať premenu 60 % oxidu uhličitého na etanol.

Zatiaľ zostáva veľa detailov tejto nanoreakcie nevyriešených. Táto technológia sa však už blíži k využitiu na priemyselnú výrobu alkoholu. Navyše, nová výroba bude ziskovejšia: s relatívne nízkymi nákladmi na katalytické látky je možné získať takmer akékoľvek množstvo konečného produktu – etylalkoholu.

Podľa predpokladov praktizujúcich odborníkov možno výsledky tejto štúdie využiť aj na akumuláciu dodatočnej energie, ktorá by sa mohla sústrediť v solárnych batériách alebo iných akumulačných zariadeniach. Získaná energia sa potom môže použiť ako biologický palivový materiál pre rôzne domáce a priemyselné potreby.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]