Niet pochýb o tom, že zmena podnebia je veľmi vážnym (a zhoršujúcim sa) problémom. Podľa nedávnej správy Medzivládneho panelu pre zmenu podnebia (IPCC), aj keby sa všetky industrializované krajiny sveta stali cez noc uhlíkovo neutrálnymi, problém by sa naďalej zhoršoval. Stručne povedané, nestačí zastaviť čerpanie megatónov CO2 do atmosféry; musíme tiež začať odstraňovať to, čo sme tam už uviedli.
Tu prichádza do úvahy technika známa ako zachytávanie (alebo odstraňovanie uhlíka). Medzinárodný tím vedcov z University of Waterloo v Ontáriu, vychádzajúc z prírody, vytvoril „umelý list“, ktorý napodobňuje schopnosti skutočnej veci čistiť uhlík. Ale namiesto toho, aby sa zmenilo atmosférické CO2 do zdroja paliva pre seba, krídlo ho premení na užitočné alternatívne palivo.
Prieskum tímu bol opísaný v novinách, ktoré sa nedávno objavili v časopise Prírodná energia, Tím bol vedený Yiminom A. Wuom, výskumníkom Centra pre nanočastice materiálov v Národnom laboratóriu Argonne (ANL) v Illinois a profesorom inžinierstva na Inštitúte pre nanotechnológie Waterloo (WIN). Pridali sa k nemu vedci z oboch inštitúcií, ako aj Kalifornskej štátnej univerzity (Northridge) a City University of Hong Kong.
Zelené rastliny v prírode prevádzajú atmosférické CO2 a voda na glukózu a kyslík prostredníctvom fotosyntézy. Je to možné vďaka pigmentovému chlorofylu, ktorý absorbuje svetlo zo Slnka na viacerých vlnových dĺžkach (fialovo-modrá a oranžovo-červená), aby poháňal chemické reakcie. Glukózu potom rastliny používajú ako zdroj paliva, zatiaľ čo plynný kyslík sa uvoľňuje.
Ako vysvetlil Wu, on a jeho tím použili rovnakú myšlienku na navrhnutie ich umelého listu, ktorý sa spolieha na veľmi podobný proces, ale produkuje rôzne konečné produkty. "Hovoríme tomu umelý list, pretože napodobňuje skutočné listy a proces fotosyntézy," uviedol. „List produkuje glukózu a kyslík. Vyrábame metanol a kyslík. “
Kľúčom k tomuto procesu (na ktorom Wu a jeho kolegovia pracujú od roku 2015) je oxid meďný, lacný červený prášok, ktorý je chemicky upravený tak, aby obsahoval čo najviac osemstranných častíc. Tento prášok sa vytvára chemickou reakciou, keď sa glukóza, octan meďnatý, hydroxid sodný a dodecylsulfát sodný pridajú do vody, ktorá bola zahriata na špecifikovanú teplotu.
Tento prášok sa potom pridá do vody, kde slúži ako katalyzátor, pretože sa čerpá oxid uhličitý a solárny simulátor žiari do roztoku lúč bieleho svetla. Výsledná chemická reakcia produkuje plynný kyslík (prostredníctvom fotosyntézy), zatiaľ čo CO2, voda a práškový roztok sa prevedú na metanol. Pretože metanol má nižší bod varu ako voda, roztok sa zahrieva a metanol sa zhromažďuje pri odparovaní.
Tento proces odzrkadľuje podobný výskum vykonávaný na University of Cambridge vo Veľkej Británii, kde vedci vyvinuli zariadenie, ktoré využíva fotosyntézu vyrobenú slnečným žiarením a absorbérmi kobaltového svetla na premenu vody a CO.2 plyn do syngasu. Táto látka sa vyrába zo zmesi vodíka a oxidu uhoľnatého a používa sa na výrobu alternatívnych palív, farmaceutických výrobkov, plastov a hnojív.
Je to podobné konceptu „umelého stromu“, ktorý vypracoval Klaus Lackner, riaditeľ Centra pre udržateľnú energiu Lenfestu na Columbia University. Pred niekoľkými rokmi navrhol Lackner metódu, pri ktorej by „stromy“ s plastovými listami potiahnutými živicou mohli odstrániť až 100-krát viac ako CO2 zo vzduchu ako prírodné stromy. Keď listy vstrebajú čo najviac oxidu uhličitého, umiestnia sa do vody, aby vytvorili biopalivá.
Proces, ako je tento, je vzrušujúci z dvoch dôvodov. Po prvé, odstránenie oxidu uhličitého (hlavného prispievateľa ku globálnemu otepľovaniu) z atmosféry pomôže spomaliť zmenu podnebia. Po druhé, výsledné alternatívne palivá umožnia ľuďom naďalej sa spoliehať na neelektrické automobily, čo nám poskytne viac času na prechod na uhlíkovo neutrálny život. Alebo ako Wu povedal časopisu Space Magazine e-mailom:
„Očakáva sa, že táto technológia zníži emisie CO2 emisie od ropných spoločností, automobilových spoločností a oceliarskych spoločností. Môže tiež poskytovať čisté a udržateľné palivá, metanol, pre vozidlá a lietadlá. Metanol je tiež surovinou v chemickom priemysle na výrobu plastov a vlákien. Toto poskytuje riešenie na zníženie emisií CO2 a výrobu udržateľných palív pre ekologické hospodárstvo. “
V budúcnosti sa podniknú ďalšie kroky na zvýšenie výťažku metanolu a komercializáciu patentovaného procesu, aby sa mohol použiť na priemyselné účely. "Som veľmi nadšený potenciálom tohto objavu zmeniť hru," dodal Wu. „Zmena podnebia je naliehavý problém a my môžeme pomôcť znížiť emisie CO2 emisií a zároveň vytvára alternatívne palivo. “
