אפשרות
אם אתה ממירה CO2 לגז סינתזה, אתה מקבל חומר גלם בעל ערך עבור התעשייה הכימית. חוקרים ב-TU Wien מראים כיצד זה עובד אפילו בטמפרטורת החדר ובלחץ הסביבה.
כל מי שחושב על CO2 כנראה יחשוב מהר על מונחים כמו מזיק לאקלים או מוצר פסולת. בעוד שה-CO2 היה שם זמן רב - תוצר פסולת טהור - מתפתחים יותר ויותר תהליכים שבאמצעותם ניתן להמיר את גז החממה לחומרי גלם יקרי ערך. הכימיה מדברת אז על "כימיקלים בעלי ערך מוסף". חומר חדש שמאפשר זאת פותח באוניברסיטה הטכנולוגית של וינה והוצג לאחרונה בכתב העת Communications Chemistry.
קבוצת המחקר של דומיניק עדר פיתחה חומר חדש המאפשר את ההמרה של CO2. אלו הם MOCHA – אלו תרכובות כלקוגנולט אורגנו-מתכתיות המשמשות כזרזים. התוצאה של ההמרה האלקטרוכימית היא גז סינתזה, או בקיצור גז סינתטי, שהוא חומר גלם חשוב לתעשייה הכימית.
CO2 הופך לגז סינתזה
סינגז הוא תערובת של פחמן חד חמצני (CO), מימן (H2) וגזים אחרים ומשמש כחומר גלם לחומרים אחרים. אחד מתחומי היישום החשובים ביותר הוא ייצור דשנים, בו מפיקים אמוניה מגז סינתזה. עם זאת, ניתן להשתמש בו גם לייצור דלקים כמו סולר או לייצור מתנול, המשמש בתאי דלק. מכיוון שההפקה של CO2 מהאטמוספירה היא די עתירת אנרגיה, הגיוני להפיק CO2 ממפעלי תעשייה. משם הוא יכול לשמש חומר מוצא לכימיקלים שונים.
עם זאת, שיטות קודמות דורשות טמפרטורות ולחץ גבוהים כמו גם זרזים יקרים. החוקרים הוינאים חיפשו אפוא זרזים שאיתם ניתן לייצר גז סינת גם בטמפרטורות נמוכות ובלחץ הסביבה. "מכשי MOCHA פועלים בצורה שונה מהזרזים ששימשו עד היום: במקום חום, חשמל מסופק כדי להפעיל את הזרז ולהניע את ההמרה של CO2 לגז סינתזה", מסביר מנהיג קבוצת הג'וניור Dogukan Apaydin, האחראי על שיטות המרת CO2 ב- מחקר קבוצת מחקר.
MOCHAs כפותרי בעיות
MOCHA מהווים סוג של חומרים שפותחו לפני כמעט 20 שנה, אך עדיין לא מצאו שום יישום. החומרים ההיברידיים האורגניים-אי-אורגניים צברו אפוא פופולריות רק בשנים האחרונות. חוקרי ה-TU זיהו את הפוטנציאל של MOCHA כזרזים וביצעו איתם ניסויים בפעם הראשונה. עם זאת, הם התמודדו עם מספר בעיות: שיטות סינתזה קודמות ייצרו רק כמויות קטנות של מוצר ודרשו זמן רב. "באמצעות שיטת הסינתזה שלנו, הצלחנו להגדיל משמעותית את כמות המוצר ולקצר את משך הזמן מ-72 לחמש שעות", מסביר אפיידין את תהליך הייצור החדש של MOCHA.
בדיקות ראשונות הראו שהביצועים הקטליטיים של MOCHA בהפקת גז סינתזה מ-CO2 דומה לזרזים שנקבעו עד כה. בנוסף, הם דורשים הרבה פחות אנרגיה מכיוון שכל התגובה יכולה להתבצע בטמפרטורת החדר. בנוסף, MOCHA הוכחו כיציבים ביותר. ניתן להשתמש בהם בממיסים שונים, בטמפרטורות שונות, או בתנאי pH שונים, ולשמור על צורתם גם לאחר קטליזה.
עם זאת, ישנם כמה פרמטרים שהצוות סביב Dogukan Apaydin והדוקטורנטית חנה רבל עדיין חוקרים. שימוש באותן אלקטרודות מספר פעמים כדי לספק אנרגיה בצורה של זרם מראה על ירידה קלה בביצועים. כיצד ניתן לשפר עוד יותר את החיבור בין MOCHAs לאלקטרודות כדי למנוע ירידה זו בביצועים נחקר כעת בניסויים ארוכי טווח. "אנחנו עדיין בשלב מוקדם של יישום", מציין Dogukan Apaydin. "אני אוהב להשוות את זה למערכות סולאריות, שלפני 30 שנה היו הרבה יותר מורכבות ויקרות לייצור ממה שהן היום. עם זאת, עם התשתית הנכונה והרצון הפוליטי הנכונים, MOCHAs יכולים לשמש באופן נרחב גם בעתיד בהמרה של CO2 לגז סינתזה ובכך לתרום את תרומתם להגנה על האקלים," אפיידין בטוח.
