Szintetikus üzemanyag gyártásában hozhat átütő sikert egy új eljárás, amit japán kutatók tettek le az asztalra. A módszer nem csak villámgyors, de olcsó előállítást is ígér.
A szén-dioxid-semlegesség elérésére törekedve kulcsfontosságú olyan energiai innovációk létrehozása, amelyek csökkentik a szennyezést. A japán Tohoku és Hokkaido Egyetem, valamint az AZUL Energy vállalat kutatói ennek szellemében dolgoztak ki egy egyszerűsített eljárást a szén-dioxid átalakítására szén-monoxiddá – ami a szintetikus üzemanyagok egyik fő alapanyaga.
A tudósok módszere rekordhatékonynak tűnik: 24 óráról mindössze 15 percre csökkentették az átalakításhoz szükséges időt.
„A szén-dioxid szén-monoxiddá konvertálása jelenleg is forró téma a klímaváltozás kezelésében, de a hagyományos technikáknak komoly hibáik vannak, amelyeket szerettünk volna orvosolni” – idézi a Tohoku Egyetem közleménye a kutatás egyik vezetőjét. Liu Tengyi hozzátette: a munkájuk azért fontos mérföldkő, mert az eljáráshoz eddig alkalmazott anyagok „drágák, instabilak, korlátozott szelektivitással rendelkeztek, és hosszú időbe telik az előkészítésük, így ipari környezetben egyszerűen nem használhatók”.
Az ipari szabványok figyelembevételével a kutatók különböző ftalocianinokat (eddig más célra, például festékek előállítására használt szerves vegyületeket) választottak ki a teljesítmény javítására. Ezeket gázdiffúziós elektródákra permetezték, hogy közvetlenül az elektróda felületén képezzenek kristályos rétegeket. Ezzel az eljárással megtalálták a szén-dioxid szén-monoxiddá alakításához leghatékonyabbnak tűnő, kifejezetten olcsó anyagokat.
A tudósok a graffitikészítéshez hasonlították a módszert: egyszerűen a felületre permetezik a katalizátort, amivel mindössze 15 percre rövidítik a hagyományos megoldásokkal több mint 24 órás feldolgozási időt.
A konverzió jelenleg fáradságos folyamat volt: vezetőképes szén és több kötőanyag keverését, szárítását és hőkezelését igényli. A kutatók megerősítették, hogy az új rendszer a legnagyobb kísérleti elektrokatalízis adatbázis szerint minden korábban bejelentett ftalocianin-alapú katalizátort felülmúlt.
„Nem egyszerűen ez az eddigi legjobb ftalocianin-alapú katalizátor a szén-monoxid előállítására, hanem még sikeresen túl is szárnyalja az ipari szabványok által előírt reakciósebességre és stabilitásra vonatkozó küszöbértékeket” – magyarázta Liu.
A csapat szerkezeti elemzést végzett a NanoTerasu létesítményben, majd elméleti számításokat is alkalmaztak, hogy megvizsgálják a magas teljesítmény okait. Az Advanced Science-ben közölt tanulmány szerint a kristályosodás sűrűn elrendezett molekulákhoz vezetett, ami elősegítette az elektronok hatékony átadását a felületre. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a közvetlen kristályosítás hatékony stratégia a fémkomplex-alapú katalizátor elektródák előállítására a szén-dioxid molekulaszerkezetének megváltoztatásához.
A japán tudósok által kidolgozott módszer a gázdiffúziós elektróda gyártására, valamint a szén-dioxid elektrolízis technológia megvalósítására ígéretes utat kínál a nagy hatékonysággal, olcsó pigmentalapú katalizátorok felhasználásával készülő szén-monoxid, ezáltal pedig szintetikus üzemanyagok előállítása felé. Ez a megközelítés javítja az energiahatékonyságot és csökkenti a szén-dioxid hasznosításával járó költségeket, megoldva a szintetikus üzemanyagok előállításának egyik legfőbb akadályát.
A címlapkép illusztráció. Forrás: Freepik
Augusztus 10-én estétől a 2-es blokk 3-as turbinája is termelni fog – jelentette be Magyar Péter miniszterelnök.