Koldioxid i atmosfären är ett riktigt stort problem, och även om vi har ett antal möjliga lösningar på vår förestående klimatförändringskris, är ingen av dem lovande i den skala vi behöver ännu. Så det är ett nöje att rapportera att forskare vid Oak Ridge National Laboratory har kommit på en annan möjlig lösning som potentiellt kan skala upp utanför labbet. Och vad mer, de upptäckte det av misstag.
”Vi upptäckte lite av en slump att det här materialet fungerade,” förklarade Adam Rondinone, huvudförfattare till studien publicerad i ChemistrySelect. ”Vi försökte studera det första steget i en föreslagen reaktion när vi insåg att katalysatorn gjorde hela reaktionen på egen hand.”
Katalysatorn i fråga? Kopparnanopartiklar inbäddade i kvävefyllda kolspetsar, cirka 50-80 nanometer höga (det är cirka 0,00008 mm, så jävla små.) Genom att applicera en elektrisk ström på 1,2 volt omvandlades en lösning av CO2 löst i vatten till etanol, med ett enormt utbyte på 63 till 70 %.
Det är inte konstigt att de inte såg det resultatet komma: de vände i princip förbränningsprocessen med ett exceptionellt högt utbyte och utan användning av dyra eller sällsynta metaller. ”Vi tar koldioxid, en avfallsprodukt från förbränning, och vi driver den förbränningsreaktionen bakåt med mycket hög selektivitet till ett användbart bränsle,” förklarade Rondinone.
Etanol är en otroligt användbar slutprodukt. Medan forskare har försökt att neutralisera koldioxid i flera år, skulle de bästa insatserna vara produkter som världen egentligen inte använder mycket av för tillfället: tänk på alternativa bränslen som metanol eller kolvätebränsle.
Även om vi – med den politiska viljan – skulle kunna tänka om samhället för att använda dessa biprodukter, är det mycket lättare att föreställa sig att företag håller sig till det vi vet, och etanol är ganska användbart – främst i bränsle, men också med medicinska tillämpningar. Med andra ord, detta är ett bra, om än oväntat resultat. ”Etanol var en överraskning – det är extremt svårt att gå direkt från koldioxid till etanol med en enda katalysator”, säger Rondinone.
”Genom att använda vanliga material, men ordna dem med nanoteknik, kom vi på hur vi kunde begränsa bireaktionerna och sluta med den enda sak som vi vill ha. De är som 50nm blixtstång som koncentrerar elektrokemisk reaktivitet vid spetsen av spetsen, fortsatte han.
Det blir potentiellt bättre: det är relativt billigt, fungerar i rumstemperatur och kan potentiellt skalas upp för industriell användning. Men det är viktigt att komma ihåg hur stort problem vi har att göra med – bara EU släppte ut 3 420 000 000 ton koldioxid 2014, så du skulle behöva många av dessa små spikar för att göra skillnad.
Ändå är det, om inte annat, vetenskapligt intressant. Nästa steg är att förfina tillvägagångssättet och produktionstakten. Titta på det här utrymmet, planeten Jorden.
