_ Cercetătorii dezvăluie un blocaj evaziv care reține efort global de a transforma deșeurile de dioxid de carbon în produse utilizabile

Gândiți-vă la asta ca la o reciclare la scară nanometrică: un proces electrochimic tentant care poate recolta carbonul înainte ca acesta să devină poluare a aerului și să-l restructureze în componentele produselor de zi cu zi.

Intenția de a capta dioxidul de carbon din aer din deșeurile industriale și de a-l transforma în combustibil și materiale plastice câștigă amploare după ce o echipă de cercetători cu sediul la Universitatea McMaster, care lucrează cu experți în chimie computațională de la Universitatea Tehnică Daneză din Copenhaga, a descoperit cu precizie cum funcționează procesul și unde se blochează.

Lucrările lor sunt publicate în revista Nature Communications.

Cercetătorii și-au propus să stabilească de ce materialele sintetice despre care s-a demonstrat că catalizează și convertește dioxidul de carbon se descompune prea repede pentru ca procesul să fie practic la nivel industrial.

Folosind echipamente de mărire extrem de puternice de la Centrul Canadian de Microscopie Electronă (CCEM), care se bazează pe campusul lui McMaster, cercetătorii au reușit să surprindă reacția chimică la scară nanometrică – miliarde de metru – permițându-le să studieze atât procesul de conversie, cât și să înțeleagă cum se defectează catalizatorul în condiții de funcționare.

Autorul principal Ahmed Abdellah a petrecut ani de zile dezvoltând tehnicile care a făcut posibilă observarea procesului, folosind un reactor electrochimic suficient de mic pentru a funcționa sub microscoapele electronice din centru.

„Este incitant pentru noi că aceasta este prima dată când cineva a putut să se uite la atât formele acestor structuri, cât și structurile lor cristaline, pentru a vedea cum evoluează ele la scară nanometrică”, spune Abdellah, fost doctor. student în laboratorul de inginerie chimică al lui Drew Higgins și acum bursier postdoctoral la CCEM.

Higgins, un autor corespondent al lucrării, speră că noile informații vor facilita efortul global de reducere a poluării cu carbon prin extragerea de carbon îndepărtarea dioxidului din fluxurile de deșeuri și, în schimb, reciclându-l pentru a crea produse utile care altfel ar fi produse din combustibili fosili.

„Ceea ce am descoperit este că catalizatorii care pot transforma dioxidul de carbon în combustibili și substanțele chimice se restructura destul de rapid sub condițiile de funcționare. Structurile lor se schimbă și proprietățile lor se schimbă, chiar în fața ochilor noștri”, spune Higgins. „Aceasta dictează cât de eficienți sunt în transformarea dioxidului de carbon și cât durează. Catalizatorii se degradează în cele din urmă și nu mai funcționează și vrem să știm de ce fac asta și cum fac asta, astfel încât să putem dezvolta strategii pentru a le îmbunătăți durata de viață operațională. „

Abdellah, Higgins și colegii lor speră că ei și alți cercetători din întreaga lume pot folosi rezultatele cercetării descrise în noua lucrare pentru a face ca materialele reactive să dureze mai mult și pentru a cataliza procesul mai eficient, pentru a permite proces de laborator care urmează să fie extins pentru uz comercial.

Industriile precum producția de ciment, fabricarea berii și distilarea, precum și rafinăriile chimice, produc volume mari de dioxid de carbon ușor de recuperat, explică Higgins, ceea ce le face probabil primele ținte pentru implementarea tehnologiei odată ce aceasta este îmbunătățită până la punctul în care este viabilă din punct de vedere comercial.

Alte forme mai puțin concentrate de CO2 în deșeurile industriale ar urma în continuare.

Deși este un Astăzi, Higgins spune că este posibil ca aceeași tehnologie să devină suficient de eficientă și stabilă pentru a extrage dioxidul de carbon din aerul ambiant ca „materie primă” pentru combustibil și substanțe chimice utile.

„Suntem încă puțin departe, dar progresul a fost foarte rapid în acest domeniu de cercetare și dezvoltare în ultimii cinci ani”, spune Higgins. „Acum zece ani, oamenii nu se gândeau la acest tip de conversie, dar acum începem să vedem promisiuni. Eficiența și durabilitatea, totuși, pur și simplu nu sunt încă suficient de mari. Odată ce aceste blocaje sunt eliminate, această idee poate într-adevăr decolează."

(Fluierul)