Možnost
Če CO2 pretvorite v sintezni plin, dobite dragoceno surovino za kemično industrijo. Raziskovalci na TU Wien kažejo, kako to deluje tudi pri sobni temperaturi in tlaku okolja.
Kdor pomisli na CO2, bo verjetno hitro pomislil na izraze, kot so podnebju škodljiv ali odpadni proizvod. Medtem ko je bil CO2 dolgo časa tam - čisti odpadni produkt - se razvija vse več procesov, s katerimi lahko toplogredni plin pretvorimo v dragocene surovine. Kemija nato govori o "kemikalijah z dodano vrednostjo". Nov material, ki to omogoča, je bil razvit na Dunajski tehnološki univerzi in nedavno predstavljen v reviji Communications Chemistry.
Raziskovalna skupina Dominika Ederja je razvila nov material, ki olajša pretvorbo CO2. To so MOCHA - to so organokovinske halkogenolatne spojine, ki služijo kot katalizatorji. Rezultat elektrokemične pretvorbe je sintezni plin ali krajše syngas, ki je pomembna surovina za kemično industrijo.
CO2 postane sintezni plin
Sintetični plin je mešanica ogljikovega monoksida (CO), vodika (H2) in drugih plinov in se uporablja kot surovina za druge snovi. Eno najpomembnejših področij uporabe je proizvodnja gnojil, pri kateri se amoniak proizvaja iz sinteznega plina. Lahko pa se uporablja tudi za proizvodnjo goriv, kot je dizel ali za proizvodnjo metanola, ki se uporablja v gorivnih celicah. Ker je pridobivanje CO2 iz ozračja energetsko precej potratno, je CO2 smiselno črpati iz industrijskih obratov. Od tam lahko torej služi kot izhodni material za različne kemikalije.
Vendar prejšnje metode zahtevajo visoke temperature in tlak ter drage katalizatorje. Dunajski raziskovalci so zato iskali katalizatorje, s katerimi bi sintetični plin lahko proizvajali tudi pri nizkih temperaturah in tlaku okolice. "MOCHA delujejo drugače kot do sedaj uporabljeni katalizatorji: namesto toplote se dovaja elektrika za aktiviranje katalizatorja in sproži pretvorbo CO2 v sintezni plin," pojasnjuje vodja skupine Junior Dogukan Apaydin, ki je zadolžen za metode pretvorbe CO2 v raziskovalna skupina raziskuje.
MOCHA kot reševalci problemov
MOCHA tvorijo razred materialov, ki so bili razviti pred skoraj 20 leti, vendar še niso našli nobene uporabe. Organsko-anorganski hibridni materiali so tako postali priljubljeni šele v zadnjih letih. Raziskovalci TU so prepoznali potencial MOCHA kot katalizatorjev in z njimi prvič izvedli poskuse. Vendar so se soočili s številnimi težavami: prejšnje metode sinteze so proizvedle le majhne količine produkta in so zahtevale veliko časa. "Z našo metodo sinteze smo lahko znatno povečali količino izdelka in skrajšali trajanje z 72 na pet ur," pojasnjuje Apaydin nov proizvodni proces za MOCHA.
Prvi testi so pokazali, da je katalitsko delovanje MOCHA pri proizvodnji sinteznega plina iz CO2 primerljivo z doslej uveljavljenimi katalizatorji. Poleg tega potrebujejo veliko manj energije, saj lahko celotno reakcijo izvedemo pri sobni temperaturi. Poleg tega so se MOCHA izkazali za izjemno stabilne. Uporabljajo se lahko v različnih topilih, pri različnih temperaturah ali pri različnih pH pogojih in ohranijo svojo obliko tudi po katalizi.
Kljub temu obstajajo nekateri parametri, ki jih ekipa okrog Dogukan Apaydina in doktorske študentke Hannah Rabl še raziskujeta. Večkratna uporaba istih elektrod za dovajanje energije v obliki toka kaže rahlo zmanjšanje učinkovitosti. Kako je mogoče povezavo med MOCHA in elektrodami še izboljšati, da bi preprečili ta padec učinkovitosti, se zdaj raziskuje v dolgotrajnih poskusih. "Še vedno smo v zgodnji fazi uporabe," poudarja Dogukan Apaydin. »To rad primerjam s solarnimi sistemi, ki so bili pred 30 leti veliko bolj zapleteni in dražji za proizvodnjo kot danes. S pravo infrastrukturo in politično voljo pa se lahko MOCHA tudi v prihodnosti široko uporabljajo pri pretvorbi CO2 v sintezni plin in tako prispevajo k varovanju podnebja,« je prepričan Apaydin.
