«Фотосинтез углерода» с помощью нанотехнологий для преобразования CO2 в топливо

Исследователи разрабатывают процесс конверсии диоксида углерода.

Исследователи Сиднейского университета черпают вдохновение из листьев, чтобы сократить выбросы углерода, используя нанотехнологии для разработки метода «углеродного фотосинтеза», который, как они надеются, однажды будет принят в промышленном масштабе.

Профессор Сиднейского института нанотехнологий и факультета химии и биомолекулярной инженерии Университета Чжун Хуан разрабатывает метод улавливания углерода, который должен выйти за рамки хранения, а не преобразования и переработки диоксида углерода (CO2) в сырье для производства топлива и химических веществ.

Фото: scitechdaily.com

«Опираясь на вдохновение от листьев и растений, мы разработали метод искусственного фотосинтеза»,

— говорит профессор Хуанг.

«Для имитации фотосинтеза мы создали микропластины из углеродного слоя с квантовыми точками углерода и крошечными порами, поглощающими CO2 и воду.

«Как только углекислый газ и вода поглощаются, происходит химический процесс, который объединяет оба соединения и превращает их в углеводород, органическое соединение, которое может быть использовано для топлива, фармацевтики, агрохимии, одежды и строительства.

«Следуя нашим последним выводам, на следующем этапе наших исследований основное внимание будет уделено крупномасштабному синтезу катализатора и проектированию реактора для крупномасштабной конверсии», — сказал он.

Хотя исследования проводились в наномасштабах, профессор Хуанг надеется, что эта технология будет использоваться электростанциями для улавливания выбросов от сжигания ископаемого топлива.

«Наши абсорбирующие пластины CO2 могут быть небольшими, но наша цель сейчас — создать большие панели, похожие на солнечные батареи, которые будут использоваться в промышленности для поглощения и преобразования больших объемов CO2»,

— сказал профессор Хуанг.

Растения поглощают углекислый газ и «выдыхают» кислород. Фото: Luisa Low/University of Sydney

Выбросы CO2 от сжигания ископаемого топлива и транспорта являются основной причиной глобального потепления, на долю которых приходится до 65% всех глобальных выбросов парниковых газов.

В то время как растения «дышат» CO2 , процесс, называемый фотосинтезом, обезлесением и развитием, снизил их общую способность восстанавливать уровень кислорода.

По мнению д-ра Хуанга, в то время как страны пытаются ограничить выбросы и избавиться от ископаемого топлива, необходимо также уделять больше внимания улавливанию и повторному использованию углерода, чтобы свести к минимуму вредное воздействие роста выбросов CO2 в атмосферу.

«Нынешнее глобальное обязательство сократить выбросы углерода на 30 процентов к 2030 году является огромной проблемой, которую будет трудно решить, учитывая ускорение темпов роста потребностей в энергии», — сказал профессор Хуанг.

Технологии улавливания углерода существуют уже более 10 лет. Однако они требуют, чтобы углерод удерживался в глубоких подземных камерах.

«Преобразование углерода может стать финансово жизнеспособной альтернативой, поскольку позволит получать промышленные объемы таких материалов, как метанол, который является полезным материалом для производства топлива и других химических веществ», — заключил он.

ДИСКЛОСУРА

Исследования профессора Чжун Хуанга поддерживаются Австралийским научно-исследовательским советом (DP180104010, премией Сиднейского института ускорителей исследований (SOAR) и программой «Grand Challenge» Университета Сиднея-Нано.

Авторами статьи являются д-р Хайтао Ли, д-р Ядань Дэн, д-р Юди Лю, д-р Синь Цзэн, профессор Диана Уайли и профессор Чжун Хуан.

Источник