ตัวเลือกเสริม (Option)
หากคุณเปลี่ยน CO2 เป็นก๊าซสังเคราะห์ คุณจะได้วัตถุดิบที่มีค่าสำหรับอุตสาหกรรมเคมี นักวิจัยจาก TU Wien แสดงวิธีการทำงานแม้ในอุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศ
ใครก็ตามที่นึกถึง CO2 มักจะนึกถึงคำศัพท์ต่างๆ เช่น เป็นอันตรายต่อสภาพอากาศหรือของเสียอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ CO2 มีอยู่เป็นเวลานาน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของเสียบริสุทธิ์ แต่มีการพัฒนากระบวนการมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งก๊าซเรือนกระจกสามารถเปลี่ยนเป็นวัตถุดิบที่มีค่าได้ เคมีนั้นพูดถึง "สารเคมีที่มีมูลค่าเพิ่ม" วัสดุใหม่ที่ทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ได้รับการพัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีแห่งเวียนนา และเพิ่งนำเสนอในวารสาร Communications Chemistry
กลุ่มวิจัยของ Dominik Eder ได้พัฒนาวัสดุใหม่ที่อำนวยความสะดวกในการแปลง CO2 เหล่านี้คือ MOCHAs ซึ่งเป็นสารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกชัลโคจิโนเลตที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ผลลัพธ์ของการแปลงทางเคมีไฟฟ้าคือแก๊สสังเคราะห์หรือเรียกสั้นๆ ว่าซินแก๊ส ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเคมี
CO2 กลายเป็นก๊าซสังเคราะห์
Syngas เป็นส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจน (H2) และก๊าซอื่นๆ และใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับสารอื่นๆ การใช้งานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือการผลิตปุ๋ย ซึ่งแอมโมเนียผลิตขึ้นจากก๊าซสังเคราะห์ อย่างไรก็ตาม สามารถใช้ในการผลิตเชื้อเพลิง เช่น น้ำมันดีเซล หรือสำหรับการผลิตเมทานอล ซึ่งใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง เนื่องจากการสกัด CO2 จากชั้นบรรยากาศค่อนข้างใช้พลังงานมาก จึงเหมาะสมที่จะสกัด CO2 จากโรงงานอุตสาหกรรม จากจุดนั้นจึงสามารถใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับสารเคมีต่างๆ
อย่างไรก็ตาม วิธีการก่อนหน้านี้ต้องใช้อุณหภูมิและความดันสูง รวมทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีราคาแพง นักวิจัยชาวเวียนนาจึงค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถผลิตซิงกาสได้ที่อุณหภูมิต่ำและความดันบรรยากาศ "MOCHAs ทำงานแตกต่างจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในปัจจุบัน: แทนที่จะใช้ความร้อน ไฟฟ้าจะถูกจ่ายเพื่อกระตุ้นตัวเร่งปฏิกิริยาและเริ่มต้นการแปลง CO2 เป็นก๊าซสังเคราะห์" Dogukan Apaydin หัวหน้ากลุ่มจูเนียร์ซึ่งรับผิดชอบวิธีการแปลง CO2 อธิบายใน การวิจัยกลุ่มวิจัย
MOCHAs ในฐานะนักแก้ปัญหา
MOCHAs เป็นวัสดุประเภทหนึ่งที่ได้รับการพัฒนาเมื่อเกือบ 20 ปีที่แล้ว แต่ยังไม่พบการใช้งานใด ๆ วัสดุลูกผสมอินทรีย์และอนินทรีย์จึงได้รับความนิยมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเท่านั้น นักวิจัยของ TU ตระหนักถึงศักยภาพของ MOCHAs ในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและทำการทดลองกับพวกมันเป็นครั้งแรก อย่างไรก็ตาม พวกเขาประสบปัญหาหลายประการ: วิธีการสังเคราะห์ก่อนหน้านี้ผลิตผลิตภัณฑ์ได้เพียงเล็กน้อยและต้องใช้เวลามาก "การใช้วิธีการสังเคราะห์ของเราทำให้เราสามารถเพิ่มปริมาณของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก และลดระยะเวลาจาก 72 เหลือ XNUMX ชั่วโมง" Apaydin อธิบายกระบวนการผลิตแบบใหม่สำหรับ MOCHA
การทดสอบครั้งแรกแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาของ MOCHAs ในการผลิตก๊าซสังเคราะห์จาก CO2 เทียบได้กับตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังต้องการพลังงานน้อยกว่ามากเนื่องจากปฏิกิริยาทั้งหมดสามารถทำได้ที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ MOCHA ยังได้พิสูจน์แล้วว่ามีความเสถียรสูง สามารถใช้ในตัวทำละลายที่แตกต่างกัน ที่อุณหภูมิต่างกัน หรือภายใต้สภาวะ pH ที่แตกต่างกัน และคงรูปร่างไว้ได้แม้หลังจากการเร่งปฏิกิริยา
อย่างไรก็ตาม มีพารามิเตอร์บางอย่างที่ทีมงานรอบ ๆ Dogukan Apaydin และ Hannah Rabl นักศึกษาระดับปริญญาเอกยังคงค้นคว้าอยู่ การใช้อิเล็กโทรดเดิมหลายๆ ครั้งเพื่อส่งพลังงานในรูปของกระแสไฟฟ้าแสดงว่าประสิทธิภาพลดลงเล็กน้อย วิธีการปรับปรุงการเชื่อมต่อระหว่าง MOCHA และอิเล็กโทรดเพื่อป้องกันประสิทธิภาพที่ลดลงนี้กำลังอยู่ในการวิจัยในการทดลองระยะยาว “เรายังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการสมัคร” Dogukan Apaydin ชี้ให้เห็น “ฉันชอบเปรียบเทียบสิ่งนี้กับระบบสุริยะซึ่งเมื่อ 30 ปีที่แล้วมีความซับซ้อนและมีราคาแพงในการผลิตมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม ด้วยโครงสร้างพื้นฐานที่ถูกต้องและเจตจำนงทางการเมือง MOCHA ยังสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอนาคตเพื่อเปลี่ยน CO2 เป็นก๊าซสังเคราะห์ และด้วยเหตุนี้จึงมีส่วนช่วยในการปกป้องสภาพอากาศ" Apaydin มั่นใจ
