Cercetătorii încearcă să demonstreze cum dioxidul de carbon poate fi captat din procesele industriale – sau chiar direct din aer – și transformat în combustibili curați și durabili, utilizând doar energia de la soare.
Cercetătorii de la Universitatea din Cambridge au dezvoltat un reactor alimentat de energie solară care convertește CO2 captat și deșeuri plastice în combustibili durabili și alte produse chimice valoroase, potrivit ScienceDaily. În teste, CO2 a fost transformat în gaz de sinteză, un element cheie în producerea de combustibili lichizi durabili, iar sticlele de plastic au fost convertite în acid glicolic, folosit în industria cosmetică.
Spre deosebire de teste anterioare ale tehnologiei lor de combustibili solari, echipa a prelevat CO2 din surse reale – precum gazele de eșapament industriale sau chiar aerul în sine. Cercetătorii au reușit să captureze și să concentreze CO2 și să îl transforme într-un combustibil durabil.
Cu toate că îmbunătățiri sunt necesare înainte ca această tehnologie să poată fi utilizată la scară industrială, rezultatele, raportate în jurnalul Joule, reprezintă un alt pas important către producția de combustibili curați pentru a alimenta economia, fără a fi nevoie de extracția distructivă din punct de vedere ecologic a petrolului și gazului.
De mai mulți ani, grupul de cercetare condus de profesorul Erwin Reisner, din cadrul Departamentului de Chimie Yusuf Hamied, dezvoltă combustibili durabili cu zero emisii de carbon, inspirați de fotosinteză – procesul prin care plantele transformă lumina solară în hrană – utilizând frunze artificiale. Aceste frunze artificiale convertesc CO2 și apă în combustibili folosind doar puterea Soarelui.
Până în prezent, experimentele lor bazate pe energie solară au utilizat CO2 pur și concentrat dintr-un cilindru, dar pentru ca tehnologia să fie utilizabilă în practică, trebuie să fie capabilă să captureze activ CO2 din procesele industriale sau direct din aer. Cu toate acestea, deoarece CO2 este doar una dintre multele tipuri de molecule din aerul pe care îl respirăm, făcând această tehnologie suficient de selectivă pentru a converti CO2 puternic diluat reprezintă o provocare tehnică uriașă.
„Nu suntem interesați doar de decarbonizare, ci și de defosilizare – trebuie să eliminăm complet combustibilii fosili pentru a crea o economie cu adevărat circulară„, a declarat Reisner. „Pe termen mediu, această tehnologie ar putea ajuta la reducerea emisiilor de carbon prin captarea acestora din industrie și transformarea lor în ceva util, dar în cele din urmă, trebuie să eliminăm complet combustibilii fosili și să capturăm CO2 din aer. Cercetătorii și-au luat inspirația din tehnologia de captură și stocare a carbonului (CCS), în care CO2 este capturat și apoi pompat și depozitat în subteran. CCS este o tehnologie populară în industria combustibililor fosili ca o modalitate de reducere a emisiilor de carbon în timp ce se continuă explorarea petrolului și gazului”, a explicat Reisner. „Dar dacă, în loc de captarea și stocarea carbonului, am avea captarea și utilizarea carbonului, am putea crea ceva util din CO2 în loc să îl îngropăm în subteran, cu consecințe pe termen lung necunoscute, și am putea elimina utilizarea combustibililor fosili.”
Cercetătorii și-au adaptat tehnologia alimentată de energie solară astfel încât să funcționeze cu gazele de eșapament sau direct din aer, convertind CO2 și plasticul în combustibili și produse chimice utilizând doar energia solară.
Prin trecerea aerului prin sistemul care conține o soluție alcalină, CO2 este selectiv capturat, iar celelalte gaze prezente în aer, precum azotul și oxigenul, ies în mod inofensiv sub formă de bule. Acest proces de formare de bule permite cercetătorilor să concentreze CO2 din aer în soluție, facilitându-i manipularea.
Sistemul integrat conține o fotoanodă și o catodă. Sistemul are două compartimente: într-o parte se află soluția de CO2 capturat, care este convertită în gaz de sinteză, un combustibil simplu. În cealaltă parte, plasticul este convertit în substanțe chimice utile, utilizând doar lumina solară.
„Componenta de plastic este un truc important al acestui sistem„, a explicat co-autorul principal, Dr. Motiar Rahaman. „Capturarea și utilizarea CO2 din aer face chimia mai dificilă. Dar dacă adăugăm deșeuri de plastic în sistem, plasticul donează electroni CO2-ului. Plasticul se descompune în acid glicolic, care este larg utilizat în industria cosmetică, iar CO2-ul este convertit în gaz de sinteză, care este un combustibil simplu.”
„Acest sistem alimentat de energie solară ia două produse deșeuri dăunătoare – plastic și emisii de carbon – și le transformă în ceva cu adevărat util„, a declarat co-autorul principal, Dr. Sayan Kar.
„În loc să stocăm CO2 în subteran, așa cum se întâmplă în CCS, îl putem capta din aer și produce combustibil curat„, a adăugat Rahaman. „În acest fel, putem elimina complet industria combustibililor fosili din procesul de producție de combustibili, ceea ce sperăm că ne va ajuta să evităm distrugerea climatică.”
Cercetătorii lucrează în prezent la dezvoltarea unui dispozitiv demonstrativ de laborator cu eficiență și utilitate îmbunătățite pentru a evidenția beneficiile cuplării capturării directe a CO2 din aer cu utilizarea CO2-ului ca cale către un viitor cu emisii zero de carbon.
Citește și: Problemele producției de turbine eoliene afectează planurile pentru energie regenerabilă
