Nu există nici o îndoială că schimbările climatice sunt o problemă foarte gravă (și înrăutățită). Potrivit unui raport recent al Grupului interguvernamental privind schimbările climatice (IPCC), chiar dacă toate națiunile industrializate ale lumii au devenit neutre de carbon peste noapte, problema ar continua să se agraveze. Pe scurt, nu este suficient să opriți pomparea megatonilor de CO2 în atmosferă; de asemenea, trebuie să începem să eliminăm ceea ce am pus deja acolo.
Aici intră în joc tehnica cunoscută sub denumirea de captare a carbonului (sau eliminarea carbonului). Luându-și atenția din natură, o echipă internațională de cercetători de la Universitatea din Waterloo, Ontario, a creat o „frunză artificială” care imită abilitățile de spălare a carbonului a ceea ce este real. Dar mai degrabă decât transformarea CO atmosferică2 într-o sursă de combustibil pentru sine, frunza o transformă într-un combustibil alternativ util.
Cercetarea echipei a fost descrisă într-o lucrare apărută recent în jurnal Energia naturii. Echipa a fost condusă de Yimin A. Wu, un cercetător al Centrului pentru Materiale Nanoscale din Laboratorul Național Argonne (ANL) din Illinois și profesor de inginerie al Waterloo Institute for Nanotechnology (WIN). I s-au alăturat cercetători din ambele instituții, precum și din California State University (Northridge) și din Universitatea City din Hong Kong.
În natură, plantele verzi transformă CO atmosferic2 și apă în glucoză și oxigen prin procesul de fotosinteză. Acest lucru este posibil datorită clorofilei pigmentului, care absoarbe lumina de la Soare în mai multe lungimi de undă (violet-albastru și portocaliu-roșu) pentru a alimenta reacțiile chimice. Glicemia este apoi utilizată de plante ca sursă de combustibil, în timp ce gazul de oxigen este eliberat.
După cum a explicat Wu, el și echipa sa au folosit aceeași idee pentru a-și proiecta frunza artificială, care se bazează pe un proces foarte similar, dar care produce produse finale diferite. „O numim o frunză artificială, deoarece imită frunzele reale și procesul de fotosinteză”, a spus el. „O frunză produce glucoză și oxigen. Producem metanol și oxigen. ”
Cheia procesului (la care Wu și colegii săi lucrează încă din 2015) este oxidul cuprous, o pulbere roșie ieftină, care este concepută chimic pentru a avea cât mai multe particule pe opt părți. Această pulbere este creată printr-o reacție chimică atunci când se adaugă glucoză, acetat de cupru, hidroxid de sodiu și sulfat de sodiu dodecil la apă care a fost încălzită la o temperatură specificată.
Această pulbere este apoi adăugată în apă unde servește ca catalizator, deoarece dioxidul de carbon este pompat și un simulator solar strălucește o soluție de lumină albă în soluție. Reacția chimică rezultată produce gaz de oxigen (prin fotosinteză) în timp ce CO2, apa și soluția de pulbere sunt transformate în metanol. Deoarece metanolul are un punct de fierbere mai mic decât apa, soluția este încălzită și metanolul este colectat pe măsură ce se evaporă.
Acest proces reflectă cercetări similare desfășurate la Universitatea din Cambridge, în Marea Britanie, unde cercetătorii au dezvoltat un dispozitiv care folosește fotosinteza produsă de lumina solară și amortizoarele de cobalt pentru a transforma apa și CO2 gaz în syngas. Această substanță este obținută dintr-un amestec de hidrogen și monoxid de carbon și este utilizată la fabricarea de combustibili alternativi, produse farmaceutice, materiale plastice și îngrășăminte.
De asemenea, este similar cu conceptul de „arbore artificial” dezvoltat de Klaus Lackner, directorul Lenfest Center for Sustainable Energy din Columbia University. Cu ani în urmă, Lackner a propus o metodă prin care „copacii” cu frunze de plastic acoperite cu rășină să poată îndepărta de 100 de ori mai mult decât CO2 din aer ca niște copaci naturali. După ce frunzele s-au înmuiat cât mai mult cu dioxid de carbon, acestea sunt introduse în apă pentru a crea biocombustibili.
Un proces ca acesta este interesant din două motive. În primul rând, eliminarea dioxidului de carbon (principalul contribuitor la încălzirea globală) din atmosferă va contribui la încetinirea schimbărilor climatice. În al doilea rând, combustibilii alternativi rezultați vor permite oamenilor să se bazeze în continuare pe automobile neelectrice, oferindu-ne astfel mai mult timp pentru a face trecerea la viața neutră de carbon. Sau cum a spus Wu pentru Space Magazine prin e-mail:
„Se preconizează că această tehnologie va reduce CO2 emisii de la companii petroliere, companii auto și companii siderurgice. Poate furniza, de asemenea, combustibili curați și durabile, metanol, pentru vehicule și aeronave. Metanolul este, de asemenea, o materie primă în industria chimică pentru a produce materiale plastice și fibre. Aceasta oferă o soluție pentru a reduce emisiile de CO2 și pentru a produce combustibili durabili pentru economia ecologică. ”
În viitor, vor fi luate măsuri suplimentare pentru creșterea randamentului de metanol și comercializarea procesului brevetat, astfel încât să poată fi utilizat în scopuri industriale. „Sunt extrem de încântat de potențialul acestei descoperiri de a schimba jocul”, a adăugat Wu. „Schimbările climatice sunt o problemă urgentă și putem contribui la reducerea CO2 de asemenea, creează un combustibil alternativ. ”
