O inovatie exceptionala demonstreaza cum poate fi captat dioxidul de carbon din procesele industriale – sau chiar direct din aer – spre a fi transformat in combustibili curati si sustenabili, folosind doar energia solara.
Cercetatorii de la Universitatea din Cambridge au dezvoltat un reactor alimentat cu energie solara, care transforma dioxidul de carbon si deseurile din material plastic in combustibili sustenabili si alte produse chimice valoroase.
Fotosinteza cu frunze artificiale
In cadrul testelor, dioxidul de carbon a fost transformat in gaz de sinteza, un element-cheie pentru combustibilii lichizi sustenabili, iar recipientele din material plastic au fost transformate in acid glicolic, utilizat pe scara larga in industria cosmetica.
Spre deosebire de testele anterioare privind combustibilii de acest gen, expertii britanici au folosit dioxid de carbon provenit din surse reale – cum ar fi gazele de esapament industriale sau aerul atmosferic. Ei au reusit initial sa capteze si sa concentreze dioxidul de carbon, pentru ca apoi sa il transforme in combustibil sustenabil.
Desi sunt necesare imbunatatiri inainte ca aceasta tehnologie sa poata fi utilizata la scara industriala, rezultatele, raportate in revista Joule, reprezinta un alt pas important catre productia de combustibili curati pentru a alimenta economia, fara a mai fi nevoie de extractia de petrol si gaze, care distrug mediul inconjurator.
Timp de mai multi ani, grupul de cercetare de la Cambridge, condus de profesorul Erwin Reisner, din care face parte si chimistul de origine romana Virgil Andrei, a dezvoltat combustibili sustenabili, cu zero emisii nete de carbon, inspirati de fotosinteza – procesul prin care plantele transforma lumina Soarelui in hrana – folosind frunze artificiale. Aceste frunze artificiale transforma dioxidul de carbon si apa in combustibili folosind doar puterea Soarelui.
Pasul catre renuntarea la petrol si gaze?
Pana in prezent, experimentele realizate cu ajutorul energiei solare au folosit dioxidul de carbon pur, concentrat, provenit dintr-un cilindru, dar pentru ca tehnologia sa aiba o utilitate practica, trebuie sa se poata capta in mod activ dioxidul de carbon din procesele industriale sau direct din aer.
Deoarece dioxidul de carbon este doar unul dintre numeroasele tipuri de molecule din aerul pe care il respiram, transformarea acestei tehnologii in una suficient de selectiva pentru a converti dioxidul de carbon foarte diluat reprezinta o provocare tehnica uriasa. „Nu suntem interesati doar de decarbonizare, ci si de defosilizare – trebuie sa eliminam complet combustibilii fosili pentru a crea o economie cu adevarat circulara”, a declarat profesorul Reisner.
„Pe termen mediu, aceasta tehnologie ar putea ajuta la reducerea emisiilor de carbon prin captarea acestora din industrie si transformarea lor in ceva util, dar trebuie sa eliminam complet combustibilii fosili din ecuatie si sa capturam dioxidul de carbon din aer.”
Cercetatorii s-au inspirat de la captarea si stocarea carbonului (CSC), unde dioxidul de carbon este captat si apoi pompat si depozitat in subteran. „CSC este o tehnologie populara in industria combustibililor fosili, ca modalitate de a reduce emisiile de carbon, continuand in acelasi timp explorarea petrolului si a gazelor”, a declarat Reisner.
„Dar daca, in loc de captarea si stocarea carbonului, am reusi sa obtinem captarea si utilizarea carbonului, am putea face ceva util din dioxidul de carbon in loc sa il ingropam sub pamant, cu consecinte necunoscute pe termen lung, si am putea elimina definitiv utilizarea combustibililor fosili.” Procesul permite eliminarea a doua deseuri nocive simultan: plasticul si emisiile de carbon.
Cercetatorii au adaptat noua tehnologie, astfel incat aceasta sa functioneze cu gaze provenite din ardere sau luate direct din aer, transformand dioxidul de carbon si materialele plastice prin utilizarea exclusiva a energiei solare.
Barbotand aerul prin sistemul care contine o solutie alcalina, dioxidul de carbon este captat selectiv, iar celelalte gaze prezente in aer, precum azotul si oxigenul, ies fara pericol. Procesul de barbotare le permite cercetatorilor sa concentreze dioxidul de carbon din aer in solutie, facilitand astfel lucrul cu acesta.
Sistemul integrat contine un fotocatod si un anod, avand doua compartimente: pe de o parte se afla solutia de dioxid de carbon captata, care este transformata in gaz de sinteza, un combustibil simplu.
In cealalta parte, materialele plastice sunt transformate in substante chimice utile, folosind doar lumina solara. „Componenta din plastic este un element important pentru acest sistem”, a declarat coautorul principal al studiului, dr. Motiar Rahaman. „Captarea si utilizarea dioxidului de carbon din aer fac interactiunile chimice mai dificile. Dar, daca adaugam deseuri de plastic in sistem, plasticul doneaza electroni dioxidului de carbon. Plasticul se descompune in acid glicolic, care este utilizat pe scara larga in industria cosmetica, iar dioxidul de carbon este transformat in gaz de sinteza, care este un combustibil simplu. Ca atare, acest sistem alimentat cu energie solara ia doua deseuri daunatoare – plasticul si emisiile de carbon – si le transforma in ceva cu adevarat util”, a declarat coautorul dr. Sayan Kar.
„In loc sa stocam dioxidul de carbon in subteran, ca in cazul CSC, il putem capta din aer si putem produce din el combustibil curat”, a spus Rahaman. „In acest fel, putem elimina industria combustibililor fosili din procesul de productie a combustibililor, ceea ce ne poate ajuta sa evitam distrugerea climei. Faptul ca putem lua efectiv dioxidul de carbon din aer pentru a face din el ceva util este deosebit si ne bucuram ca realizam acest lucru folosind doar lumina Soarelui.”
GABRIEL TUDOR
Comentarii