Κλιματική αλλαγή: Σύγχρονοι αλχημιστές μετατρέπουν το CO2 σε χρήσιμα προϊόντα

Νέα μέθοδος κατάλυσης για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε πρώτες ύλες για τη χημική βιομηχανία θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, ελπίζουν οι ερευνητές που την ανέπτυξαν στο MIT.

Όπως λένε, η νέα προσέγγιση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στη δέσμευση και αξιοποίηση του CO2 που εκλύουν ρυπογόνες βιομηχανίες, ή ακόμα και σε εγκαταστάσεις που ρουφούν το CO2 απευθείας από την ατμόσφαιρα.

Το διοξείδιο του άνθρακα, το σημαντικότερο από τα λεγόμενα αέρια του θερμοκηπίου, μπορεί να δώσει χρήσιμες ενώσεις αφού πρώτα μετατραπεί σε μονοξείδιο του άνθρακα, μια σημαντική πρώτη ύλη για τη χημική βιομηχανία.

Το πρόβλημα όμως είναι ότι το CO2 είναι ιδιαίτερα σταθερό μόριο και η διάσπασή του απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας, ένα μειονέκτημα που καθιστά ασύμφορη την χρήση του.

Περίπου 36 δισ. τόνοι εκπέμπονται κάθε χρόνο στην ατμόσφαιρα από την καύση ορυκτών καυσίμων (Reuters)

Η νέα μελέτη χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια και προηγμένους καταλύτες για να μετατρέψει CO2 που έχει πρώτα διαλυθεί σε νερό.

Η διαφορά σε σχέση με προηγούμενες προσπάθειες είναι ότι οι καταλύτες (μόρια πορφυρινών) δεν κυκλοφορούν ελεύθεροι στο υδατικό διάλυμα, αλλά μένουν μόνιμα προσκολλημένοι στην επιφάνεια ενός ηλεκτροδίου. Και αυτό σημαίνει ότι τα μόρια CO2 που πέφτουν στο ηλεκτρόδιο είναι πολύ πιθανότερο να συναντήσουν μόρια καταλύτη και να αντιδράσουν μαζί τους.

Χάρη στην σταθεροποίηση των καταλυτών, η απόδοση της ηλεκτροκατάλυσης εκτοξεύεται από το 40 στο 100 τοις εκατό, αναφέρουν οι ερευνητές στο Journal of the American Chemical Society Au. Αυτή η βελτίωση, λένε, είναι αρκετά μεγάλη ώστε να καθιστά τη διαδικασία οικονομικά βιώσιμη.

Το μυστικό της επιτυχίας ήταν η πρόσδεση των καταλυτών στο ηλεκτρόδιο με τη βοήθεια μορίων DNA. Σε πρώτη φάση, μια κοντή αλληλουχία DNA συνδέεται μόνιμα στο ηλεκτρόδιο. Στη συνέχεια προστίθεται μια συμπληρωματική αλληλουχία συνδεδεμένη με μόρια καταλύτη, οπότε οι αλυσίδες ενώνονται και σχηματίζουν μια διπλή έλικα.

Όταν ο καταλύτης εξαντληθεί, μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί και να αντικατασταθεί με απλή θέρμανση, η οποία σπάει τους δεσμούς της διπλής αλυσίδας για να ξαναρχίσει η διαδικασία από την αρχή.

Επόμενο βήμα των ερευνητών είναι να πειραματιστούν με άλλους καταλύτες για την απευθείας μετατροπή του CO2 σε άλλα προϊόντα όπως η αιθανόλη, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο.