Ученые из Университета Иллинойса приблизились к созданию технологии коммерчески эффективного искусственного фотосинтеза. Для этого исследователям пришлось преодолеть главное препятствие на пути перспективной технологии, производящей топливо и одновременно уменьшающей содержание углекислого газа в атмосфере.
Искусственный фотосинтез представляет собой процесс преобразования углекислого газа в полезные химические вещества на основе углерода, в первую очередь в топливо или другие соединения, обычно получаемые из нефти. Это является перспективным способом решения энергетической проблемы, причем не требующим переработки огромного количества биомассы.
В растениях фотосинтез использует солнечную энергию для преобразования двуокиси углерода (CO2) и воды в сахар и другие углеводороды. После этого человек добывает биотопливо, очищая растения от сахара и извлекая необходимые углеводороды. Искусственный фотосинтез использует энергию солнечного коллектора или ветроэлектростанции для преобразования СО2 в простые вещества, такие как муравьиная кислота или метанол, которые затем используются для производства этанола и других видов топлива. Ключевым преимуществом такого процесса является то, что топливо производится фактически «из воздуха» и не требует переработки биомассы, которую требуется сначала вырастить, а потом фактически изъять с продуктовых полок.
К сожалению, разработчики технологий искусственного фотосинтеза сталкиваются со сложной проблемой: в настоящее время процесс требует больше электроэнергии, чем можно получить из произведенного топлива. Неэффективность связана прежде всего с очень энергоемким процессом превращения CO2 в СО в ходе получения синтез-газа, поэтому американские ученые сосредоточились на решении именно этой проблемы.
Исследователи использовали совершенно новый катализатор, ионную жидкость, которая облегчает реакцию превращения углекислого газа в угарный. Ионная жидкость существенно снижает потребление электроэнергии, благодаря стабилизации промежуточных соединений в ходе реакции.
В настоящее время ученые работают над увеличением скорости реакции и выхода полезных углеводородов. В случае успеха удастся создать коммерчески эффективный способ извлечения топлива и других полезных углеводородов из «мусорного» углекислого газа, который в огромных количествах выбрасывается заводами, электростанциями и автомобилями.
Источник: rnd.cnews.ru
