Teadlased avastasid «kogemata» süsihappegaasist piirituse tegemise meetodi

Ameerikla teadlased on teinud kindlaks viisi, kuidas kliimamuutusi põhjustavast süsihappegaasist etanooli toota. Kuvatõmmis videost.

FOTO: Oak Ridge National Laboratory

Uus tehnoloogia tõotab odavalt ja efektiivselt salvestada muidu raisku minevat päikeseenergiat ja puhastada merevett liigsest CO2st.

Ajal, mil Maa atmosfäär on järjepidevalt ja oodatust kiiremini ületamas ohupiiriks seatud süsihappegaasi kontsentratsioone, vaatavad aina enamad teadlased võimaluste poole, kuidas õhku paisatud süsinik sealt kätte saada ja sellest midagi kasulikku teha. Varasematest uuringutest on teada veel prototüübi tasemel katsed plasti või isegi kasutatava kütuse tootmiseks. Need on enamasti olnud aga väga energiakulukad, mistõttu on nende reaalne kasutuselevõtt pehmelt öeldes küsitav.

Nüüd on aga grupp USA Oak Ridge’i laboratooriumi teadlasi leiutanud meetodi, kuidas probleemne kasvuhoonegaas õhust kinni püüda, kusjuures tulemuseks ei ole midagi vähemat kui puhas etanool ehk piiritus. Reaktsioon ise toimus aga toatemperatuuril ja selle käivitamiseks oli vaja vaid lihtsat madala pingega elektrivoolu, tema tootlikkus oli veel arendatava tehnoloogia kohta paljutõotavalt kõrge ja ülesehitus võimaldab tulevikus ka tootmismahtusid märkimisväärselt suurendada.

Tulemuseni viis materjaliteadlaste katse, mille käigus viidi kokku vase ja süsiniku nanoosakesed. Esialgne plaan oli teha uue materjaliga läbi pikk ja keerukas protsess, mille esimene samm oleks olnud toota elektrivoolu abil erinevaid ühendeid nagu näiteks metaani, etüleeni ja vingugaasi.

«Me võtsime algaineks põlemisprotsesside saaduse süsihappegaasi ja üritasime seda protsessi jõuga tagurpidi käima panna, et saada vajalikku kütust,» kirjeldas avastuseni jõudmist üks uuringu kaasautor Adam Rondinone. «Etanool oli üllatus – vaid ühe katalüsaatoriga on väga keeruline CO2st etanooli saada. Meie nägemuses pidi see reaktsioon olema esimene pikas reaktsioonide jadas, kuid siis tuli välja, et katalüsaator sai kogu asjaga ise hakkama.»

Kui paljudes teistes võimalikes CO2 eraldamise reaktsioonides on kasutusel kallihinnalised algmaterjalid või katalüsaatorid, on siin kasutatud vask võrdlemisi odav. Asja võlu on nanotehnoloogias. Viis, kuidas osakesed omavahel kokku seati, võimaldas nimelt tekkida täpselt õigetel reaktsioonikestel.

«Me kasutasime tavalisi materjale, aga nende nanotehnoloogilise kokkuseadmisega saavutasime väga täpselt suunatud reaktsiooni, kus saime paljude kõrvalsaaduste asemel vaid selle, mida algusest peale soovisime. Need on nagu 50 nonomeetri pikkused piksevardad, mis koondavad kogu elektrokeemilise reaktiivsuse oma otstesse,» ütles professor Rondinone.

Energiasäästu lootused

Elektrivoolu mõjul toimuski nende «varraste» otstes reaktsioon, kus ümbritsevas keskkonnas lahustunud CO2 molekulid ühinesid ja moodustasid etanooli. Reaktsiooni keskmine kasutegur oli ligi 63 protsenti, edukamate katsete puhul pea 70, kuid tehnoloogia edasise arendamisega saab seda kindlasti tõsta.

Samas ei tasu veel hõisata, et oleme saavutanud lahenduse CO2st põhjustatud kliimamuutustele. See tehnoloogia suutis siiski eraldada süsihappegaasi vaid vesilahusest, mitte aga atmosfäärist, ja kuigi vajalikud energiakogused olid võrdlemisi väikesed, vajab ta toimimiseks siiski elektrienergiat.

Teadlaste lootus on, et tulevikus saab sellist tehnoloogiat kasutada taastuvenergia ületootmises tekkivate energiahulkade salvestamiseks. Nimelt toodavad päikesepaneelid ja tuulegeneraatorid tihtipeale rohkem energiat, kui vooluvõrk vastu suudab võtta ja nii läheb suur osa energiast kaduma. Kui ülejääk suunata aga sellise CO2 eraldamise protsessi toiteks, võib saavutada märkimisväärse efektiivsuse tõusu. Algaineks võiks aga sobida merevesi, milles lahustunud süsihappegaas liighappelisust põhjustab. Nii löödaks justkui kaks kärbest ühe hoobiga.

«Sellise protsessiga suudaksime salvestada muidu raisku mineva elektri etanoolina,» selgitas Rondinone oma visiooni. Järgmised sammud sel teel saavad olema reaktsiooni efektiivistamine ja vajalike katalüsaatorite lähem uurimine.

Uuringu tulemused avaldati ajakirjas Chemistry Select.

Vaata süsihappegaasist piirituse tegemise viisi ka Oak Ridge'i laboratooriumi videost:

Tagasi üles