valkostur
Ef þú breytir CO2 í nýmyndun gas færðu dýrmætt hráefni fyrir efnaiðnaðinn. Vísindamenn við TU Wien sýna hvernig þetta virkar jafnvel við stofuhita og umhverfisþrýsting.
Allir sem hugsa um CO2 munu líklega fljótt hugsa um hugtök eins og skaðlegt loftslagi eða úrgangsefni. Á meðan CO2 var til staðar í langan tíma - hrein úrgangsvara - eru sífellt fleiri ferli í þróun þar sem hægt er að breyta gróðurhúsalofttegundinni í verðmætt hráefni. Efnafræðin talar þá um "virðisaukandi efni". Nýtt efni sem gerir þetta mögulegt var þróað við Tækniháskólann í Vínarborg og kynnt nýlega í tímaritinu Communications Chemistry.
Rannsóknarhópur Dominik Eder þróaði nýtt efni sem auðveldar umbreytingu CO2. Þetta eru MOCHA - þetta eru málmlífræn kalkógenólat efnasambönd sem þjóna sem hvatar. Niðurstaða rafefnafræðilegrar umbreytingar er nýmyndun gas, eða synthes í stuttu máli, sem er mikilvægt hráefni fyrir efnaiðnaðinn.
CO2 verður efnagas
Syngas er blanda af kolmónoxíði (CO), vetni (H2) og öðrum lofttegundum og er notað sem hráefni í önnur efni. Eitt mikilvægasta notkunarsviðið er áburðarframleiðsla, þar sem ammoníak er framleitt úr nýmyndunargasi. Hins vegar er einnig hægt að nota það til framleiðslu á eldsneyti eins og dísilolíu eða til framleiðslu á metanóli sem er notað í efnarafala. Þar sem vinnsla CO2 úr andrúmsloftinu er ansi orkufrek er skynsamlegt að vinna CO2 úr iðjuverum. Þaðan getur það því þjónað sem upphafsefni fyrir ýmis efni.
Hins vegar þurfa fyrri aðferðir hátt hitastig og þrýsting auk dýrra hvata. Vínarfræðingarnir leituðu því að hvötum sem einnig er hægt að framleiða syngas með við lágt hitastig og umhverfisþrýsting. „MOCHA virkar öðruvísi en hvatarnir sem notaðir hafa verið hingað til: Í stað hita er rafmagn veitt til að virkja hvatann og koma af stað umbreytingu á CO2 í nýmyndun gas,“ útskýrir Junior Group Leader Dogukan Apaydin, sem sér um CO2 umbreytingaraðferðir í rannsóknarhópur rannsakar.
MOCHA sem leysa vandamál
MOCHA mynda flokk efna sem voru þróuð fyrir tæpum 20 árum, en hafa ekki enn fundið neina notkun. Lífrænu-ólífrænu blendingsefnin hafa því aðeins náð vinsældum á undanförnum árum. Vísindamenn TU viðurkenndu möguleika MOCHA sem hvata og gerðu tilraunir með þá í fyrsta skipti. Hins vegar stóðu þeir frammi fyrir ýmsum vandamálum: Fyrri nýmyndunaraðferðir framleiddu aðeins lítið magn af vöru og kröfðust mikils tíma. „Með því að nota nýmyndunaraðferðina okkar gátum við aukið magn vörunnar verulega og stytt tímalengdina úr 72 í fimm klukkustundir,“ útskýrir Apaydin hið nýja framleiðsluferli fyrir MOCHA.
Fyrstu prófanir sýndu að hvartaárangur MOCHAs við framleiðslu á nýmyndunargasi úr CO2 er sambærilegur við þá hvata sem hafa verið staðfestir hingað til. Að auki þurfa þeir mun minni orku þar sem allt hvarfið er hægt að framkvæma við stofuhita. Að auki hafa MOCHA reynst afar stöðug. Þeir geta verið notaðir í mismunandi leysiefni, við mismunandi hitastig eða við mismunandi pH aðstæður og halda lögun sinni jafnvel eftir hvata.
Engu að síður eru nokkrar breytur sem teymið í kringum Dogukan Apaydin og doktorsneminn Hannah Rabl eru enn að rannsaka. Að nota sömu rafskautin mörgum sinnum til að skila orku í formi straums sýnir lítilsháttar lækkun á frammistöðu. Hvernig hægt er að bæta tenginguna milli MOCHA og rafskauta enn frekar til að koma í veg fyrir þessa lækkun á frammistöðu er nú rannsakað í langtímatilraunum. „Við erum enn á frumstigi umsóknar,“ bendir Dogukan Apaydin á. „Mér finnst gaman að bera þetta saman við sólkerfi, sem fyrir 30 árum voru miklu flóknari og dýrari í framleiðslu en þau eru í dag. Með réttum innviðum og pólitískum vilja getur MOCHA hins vegar einnig verið mikið notað í framtíðinni við umbreytingu CO2 í nýmyndun gas og þannig lagt sitt af mörkum til loftslagsverndar,“ er Apaydin viss um.
