Ученые, следуя примеру растений, использовали схему фотосинтеза, чтобы использовать силу солнечного света и превратить два самых разрушительных парниковых газа в полезные, ценные химикаты, которые затем можно использовать для производства топлива и которые играют жизненно важную роль в производстве.
Исследователи из Университета Макгилла разработали новый процесс, известный как фотоуправляемая прививка атомов кислорода, в котором в качестве катализатора используется золото, палладий и нитрид галлия для химического преобразования углекислого газа и метана в оксид углерода и зеленый метанол под воздействием солнечного света.
«Представьте себе мир, в котором выхлопные газы вашего автомобиля или выбросы завода могли бы быть преобразованы с помощью солнечного света в чистое топливо для транспортных средств, строительные блоки для повседневных пластиков и энергию, хранящуюся в батареях», — сказал соавтор Хуэй Су с кафедры химии Макгилла. «Именно такую трансформацию обеспечивает этот новый химический процесс».
Хотя процессы подробно описаны в статье, по сути, метод запускает цепную реакцию, в ходе которой атом кислорода отделяется от углекислого газа и переходит на молекулу метана, превращая ее в зеленый метанол. Хотя у него все еще есть свои недостатки, такие как высокая воспламеняемость и практичность, требующая больших размеров топливного бака, этот тип возобновляемого метанола производит на 60–95 % меньше выбросов CO2, чем обычные виды топлива. Он также масштабируем, адаптируется к методам производства с улавливанием углерода и не зависит от ископаемого топлива.
Окись углерода (CO) также производится в качестве побочного продукта, и хотя его называют тихим убийцей из-за его ядовитых и не имеющих запаха свойств, он также является предметом медицинских исследований и того, как он может помочь при воспалении и при лечении острого повреждения легких, сепсиса и трансплантации органов.
«Используя обильную энергию солнца, мы можем по сути перерабатывать два парниковых газа в полезные продукты», — сказал ведущий автор Чао-Джун Ли, профессор кафедры химии и заведующий кафедрой исследований в области зеленой/органической химии в Канаде. «Процесс работает при комнатной температуре и не требует высокой температуры или агрессивных химикатов, используемых в других химических реакциях».
Точно так же, как растения преобразуют CO2 и H2O в энергию и кислород с помощью солнечного света, этот новый метод в некотором роде делает то же самое, используя обильные и легкодоступные ресурсы. Продукты, катализирующие CO2 и метан, недешевы, однако они надежны для постоянной фотоуправляемой прививки атомов кислорода, которая управляет этой химической реакцией.
«Это нововведение открывает многообещающий путь к достижению Канадой цели по достижению нулевых выбросов к 2050 году и превращает экологическую проблему в возможность для более устойчивого будущего», — сказал соавтор исследования Джин-Тан Хан, аспирант кафедры химии.
Исследование было опубликовано в журналеNature Communications.
