Nanoteknologiainnovaatio: alkoholia voidaan nyt valmistaa ilmasta

Amerikan fysiikan instituutin työntekijät ovat keksineet uusimmat grafeenista ja kuparista valmistetut "nanoneulat", jotka muuntavat hiilidioksidia etyylialkoholihiukkasiksi sähkövirran energiapotentiaalin avulla. Tällaisia tietoja on kuvattu aikakauslehdessä Chemistry Select.

"Löytömme tehtiin, voisi sanoa, vahingossa. Aivan matkamme alussa asetimme itsellemme samanlaisen tehtävän, mutta suunnittelimme käyttävämme sen toteuttamiseen paljon enemmän vaivaa ja aikaa. Kävi ilmi, että muutos tapahtuu käytännössä itsenäisesti, ilman aktiivista osallistumistamme" - näin on lausunut yksi kokeiluun osallistuneista, Oak Ridgen (Tennessee) kansallisen laboratorion työntekijä.

On syytä huomata, että viimeisen vuosikymmenen aikana tiedemiehet ovat toistuvasti yrittäneet muuttaa ilmakehän komponentteja polttoaineeksi ja muiksi aineiksi. Esimerkiksi tänä vuonna keskikesällä chicagolaiset fyysikot keksivät erityisen aurinkonanopahvin, joka käyttää valoenergiavirtaa hiilidioksidin molekyylihajoamiseen. Tämä mahdollisti vedyn ja hiilimonoksidin tuottamisen metaanin, etyylialkoholin ja muiden biopolttoaineiden lopullista tuotantoa varten.

Asiantuntijat ovat työskennelleet näiden prosessien parissa jo pitkään yrittäen tunnistaa optimaalisimmat menetelmät hiilidioksidin hajottamiseksi, joissa on vähintään joukko apumuunnostuotteita (usein hyödyttömiä tai jopa rehellisesti sanottuna tarpeettomia).

Nanoteknologit valitsivat kuparin tärkeimmäksi prosessia helpottavaksi aineeksi, koska sen ominaisuudet sopivat täydellisesti hiilidioksidin pelkistysreaktioon.

Ongelmana oli, että kupari muutoksen seurauksena edisti yhden, vaan useiden komponenttien muodostumista, mikä muodosti vakavan esteen tämän löydön soveltamiselle teollisuudessa.

Ja silti ongelma ratkaistiin käyttämällä lisäksi toista erittäin vahvaa ja erittäin energiaintensiivistä vallankumouksellista materiaalia – grafeenia.

Annettuaan grafeenilevylle ainutlaatuisen muodon, teknikot levittivät siihen osittain kuparinanohiukkasia. Tämä mahdollisti sen, että hiilidioksidimolekyylit hajosivat vain tietyillä alueilla, nimittäin "nanoneulojen" kärjissä.

Kokeen aikana tutkijat pystyivät hallitsemaan prosessia ja provosoivat 60 % hiilidioksidin muuntumisen etanoliksi.

Tähän mennessä monet tämän nanoreaktion yksityiskohdat ovat edelleen ratkaisematta. Teknologia on kuitenkin jo lähellä käyttöä teollisessa alkoholin tuotannossa. Lisäksi uusi tuotanto on kannattavampaa: suhteellisen alhaisilla katalyyttiaineiden kustannuksilla on mahdollista saada lähes mikä tahansa määrä lopputuotetta - etyylialkoholia.

Harjoittelevien asiantuntijoiden oletusten mukaan tämän tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää myös lisäenergian keräämiseen, joka voitaisiin keskittää aurinkoakkuihin tai muihin varastointilaitteisiin. Saatua energiaa voidaan sitten käyttää biologisena polttoaineena erilaisiin kotitalouksien ja teollisuuden tarpeisiin.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]