На углекислый газ в США приходится свыше 80 % выбросов всех парниковых газов, что считается крайне вредным для экосистемы Земли. Как и в других странах, американские учёные ищут возможность улавливания и превращения CO2 во что-то безопасное и полезное для экономики. Например, в этиловый спирт. Осталось создать установку, что обещают сделать через три года.
Преобразование углекислого газа в этиловый спирт в представлении художника. Источник изображения: Argonne National Laboratory
Опубликованное в прошлом году исследование катализаторов с помощью суперкомпьютера Bebop Аргоннской национальной лаборатории показало, что выгодным и эффективным продуктом переработки CO2 вполне может стать этиловый спирт. Этиловый спирт широко применяется в пищевой, фармакологической и химической промышленности, как и может быть топливом для транспорта и механизмов. В любом случае, это лучше, чем выбросы CO2 в атмосферу.
На основе исследования группа американских учёных из Аргоннской национальной лаборатории, Университета Северного Иллинойса, Университет Северного Техаса и специалистов компании Ångström Advanced на деньги Министерства энергетики США (DOE) в размере $2 млн взялась создать в течение трёх лет прототип перерабатывающей установки, которую можно было бы масштабировать до промышленных масштабов. Основные требования — установка должна быть простой и эффективной.
В основе процесса преобразования углекислого газа в этиловый спирт лежит электрохимический процесс с использованием катализатора. Катализатор, состав которого вычислен на суперкомпьютере, состоит из «атомарно-дисперсной меди на углеродно-порошковой подложке».
Новый катализатор синтезируется на основе соединений лития и меди. Ответственный за расчёты — суперкомпьютер Bebop
«Посредством электрохимической реакции этот катализатор разрушает молекулы CO2 и воды, и избирательно собирает разорванные части в этанол под действием внешнего электрического поля. Электрокаталитическая селективность или "фарадеевская эффективность" процесса составляет более 90 %, что намного выше, чем у любого другого зарегистрированного процесса. Более того, катализатор стабильно работает в течение длительного периода работы при низком напряжении», — сказано в пресс-релизе на сайте Аргоннсой национальной лаборатории.
Предполагается, что углекислый газ будет улавливаться прямоточным способом специальными абсорбентами прямо на вредных производствах и ТЭЦ и затем транспортироваться на переработку в установки с катализаторами. В идеальном случает углекислый газ для переработки можно будет извлекать из атмосферы, но это дело неблизкого будущего.