Nanoteknologisk innovation: nu går det att framställa alkohol ur luft

Anställda vid American Institute of Physics har uppfunnit de senaste grafen- och koppar-"nano-nålarna" som omvandlar koldioxid till etylalkoholpartiklar med hjälp av den elektriska strömmens energipotential. Sådana data beskrivs i tidskriften Chemistry Select.

"Vår upptäckt gjordes, kan man säga, av en slump. I början av vår resa satte vi oss en liknande uppgift, men planerade att lägga mycket mer ansträngning och tid på dess genomförande. Det visade sig att omvandlingen sker praktiskt taget oberoende, utan vårt aktiva deltagande" - detta är uttalandet från en av experimentdeltagarna, en anställd vid det nationella laboratoriet i Oak Ridge (Tennessee).

Det är värt att notera att forskare under det senaste decenniet upprepade gånger har försökt omvandla atmosfäriska komponenter till bränsle och andra ämnen. Till exempel uppfann fysiker i Chicago i år, mitt i sommar, ett specifikt solnanobatteri som använder en ström av ljusenergi för molekylär nedbrytning av koldioxid. Detta gjorde det möjligt att producera väte och kolmonoxid för slutproduktion av metan, etylalkohol och andra typer av biobränsle.

Experter har arbetat med dessa processer under lång tid och försökt identifiera de mest optimala metoderna för att bryta ner koldioxid, med en minimal uppsättning hjälpomvandlingsprodukter (ofta värdelösa eller till och med uppriktigt sagt onödiga).

Nanotekniker valde koppar som huvudämne som underlättar processen, eftersom dess egenskaper passar perfekt in i reaktionen av koldioxidreduktion.

Problemet var att koppar, som ett resultat av omvandlingen, bidrog till bildandet av inte en komponent, utan flera, vilket blev ett allvarligt hinder för tillämpningen av denna upptäckt inom industrin.

Och ändå löstes problemet genom att dessutom använda ett annat superstarkt och superenergiintensivt revolutionerande material – grafen.

Efter att ha gett grafenarket en unik form, applicerade teknologerna delvis koppar-nanopartiklar på det. Detta gjorde det möjligt att säkerställa att koldioxidmolekylerna endast bryts ner i vissa områden, nämligen vid spetsarna av "nanolarna".

Under experimentet kunde forskarna få kontroll över processen och provocera fram omvandlingen av 60% koldioxid till etanol.

Hittills är många detaljer kring denna nanoreaktion olösta. Tekniken är dock redan nära att användas för industriell alkoholproduktion. Dessutom kommer den nya produktionen att bli mer lönsam: med en relativt låg kostnad för katalysatorsubstanser är det möjligt att erhålla nästan vilken mängd som helst av slutprodukten - etylalkohol.

Enligt praktiserande specialisters antaganden kan resultaten av denna studie också användas för att ackumulera ytterligare energi, som kan koncentreras i solbatterier eller andra lagringsenheter. Den erhållna energin kan sedan användas som biologiskt bränslematerial för olika hushålls- och industriella behov.

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