Sposób na utylizację dwutlenku węgla? Sztuczny liść!

Badacz wyjaśnia, że dwutlenek węgla jest bardzo stabilną cząsteczką, dlatego proces jej utylizacji wymaga dużego wkładu energii. W przyrodzie CO2 zużywane jest w procesie fotosyntezy, gdzie CO2 pod wpływem światła i z wykorzystaniem wody przetwarzany jest w cukry i tlen. Jednak ogromna ilość CO2 emitowanego do atmosfery przewyższa możliwości absorbcji tego związku przez roślinność i oceany.

"Od jakiegoś czasu na świecie prowadzone są badania nad utylizacją dwutlenku węgla. To proces skomplikowany i wieloetapowy. Możliwych jest wiele rozwiązań, które prowadzą do różnych produktów końcowych. Z naszego punktu widzenia, najbardziej interesujące są np. metan (CH4) lub metanol (CH3OH), ponieważ można je ponownie wykorzystać jako paliwa" - tłumaczy dr Szyja.

Jak wyjaśnił, jego zespół chce w całym procesie zastosować katalizator wykorzystujący grafen.

Na stronie PWr poinformowano, że urządzenie ma składać się z dwóch części, pełniących te same funkcje co fotosystemy w przyrodzie. Rolą fotoanody jest pozyskanie protonów i elektronów z cząsteczek wody pod wpływem światła, a katody - uwodornienie cząsteczek CO2 z wykorzystaniem tychże protonów i elektronów.

Grafen - choć jest świetnym przewodnikiem elektronów - nie jest aktywny w reakcji uwodornienia CO2. Zatem konieczna będzie jego modyfikacja poprzez naniesienie odpowiedniej fazy aktywnej.

"Będą to badania podstawowe z rozbudowaną częścią obliczeniową, które zakończymy eksperymentem, czyli sprawdzimy, jak nasze urządzenie działa w rzeczywistości" - mówi naukowiec. Podkreśla, że najpierw trzeba zrozumieć cały proces przetwarzania dwutlenku węgla, aby móc zaprojektować odpowiedni katalizator. "W tym celu przeprowadzimy szereg symulacji komputerowych, a potem spróbujemy je >powtórzyć< w warunkach laboratoryjnych" - uważa dr Szyja.

Badania chemików potrwają trzy lata. Dr Bartłomiej Szyja w przyszłości widzi zastosowanie wynalazku np. w przemyśle paliwowym, choć, jak podkreśla, do tego jest jeszcze bardzo daleka droga. Projekt finansowany jest ze środków Narodowego Centrum Nauki.

PAP - Nauka w Polsce