Научниците од Универзитетот „Јејл“ развија систем кој комбинира плазма и електрична енергија за трансформација на јаглеродниот диоксид во вредни хемикалии, вклучувајќи метанол и бутан.
Плазмата често се нарекува четврта состојба на материјата, по цврстите материи, течностите и гасовите. Тоа е гас со висока енергија во кој електроните се одвоени од атомите, создавајќи електрично наелектризирани честички.
Новиот пристап би можел да овозможи претворање на CO2 во горива, лекови, растворувачи и други хемикалии произведени од фосилни горива, како и производство на хемикалии за одржливо воздухопловно гориво.
Иако CO2 го има во изобилство, тој допрва треба широко да се користи за производство на вредни производи. Тоа е затоа што е многу стабилна и инертна молекула, што го прави тешко претворањето во нешто корисно без многу енергија.
Електрокатализата користи електрична енергија и катализатор за покренување хемиски реакции кои го претвораат CO2 во други соединенија. Сепак, самата електрокатализа обично произведува релативно ограничен опсег на едноставни јаглеродни производи.
Тимот од „Јејл“ се досети да ја спои електрокатализата со плазма која содржи електрони со висока енергија. Тие електрони ги побудуваат молекулите на CO2 и ги ослабнуваат нивните врски пред да стигнат до електрокатализаторот.
Катализаторот тогаш може да ги користи активираните видови за создавање различни производи.
Плазмата отвора хемиски патишта до кои електрокатализата не може сама да пристапи. Сепак, овие плазма-електрохемиски процеси обично се потпираат на водена меѓуповршина, што може да ја ограничи нивната ефикасност.
Додека плазмата го активира гасот CO2, водата може да ги угасне и неутрализира најреактивните видови на плазмата пред тие воопшто да стигнат до електрокатализаторот. Беше предизвик да се открие како ефикасно да се спои плазмата со катализаторите на начин што овозможува увид во ефектот на плазмата - за тие видови побудени од плазмата да се натераат да учествуваат во каталитичките реакции.
За да го решат проблемот, научниците осмислија трифазна меѓуповршина која ги поврзува гасната, течната и цврстата компонента. Истовремено спречува директна интеракција на плазмата со водата. Системот се потпира на електрода за дифузија на гас, која е мембрана изработена од истиот вид материјал што се користи кај садовите за готвење кои не се лепат. Делумно е обложена со тенок слој бакар кој служи како електрокатализатор.
Нејзините пори се доволно големи за да им дозволат на честичките од плазмата да поминат до слојот на електрокатализаторот, да се сретнат со протоните од водата и да покренат хемиска реакција. Според податоците на тимот, методот постигнал едни од највисоките стапки на производство досега за вредни алкохоли и атоми со три и четири јаглероди.
Овие производи може да се користат за течни горива, лекови и други вредни производи.Тимот понатаму планира да го оптимизира катализаторот и да експериментира со алтернативни материјали. Системот работи на собна температура и атмосферски притисок, а возможно е да се вклучи или исклучи во зависност од тоа кога е достапна електричната енергија.
Фото: