تبدیل دی‌اکسیدکربن به سوخت پاک با برگ‌های مصنوعی

به گزارش گروه علمی پیام رسان روز از وبگاه سای‌تِک‌دِیلی، پژوهشگران دانشگاه کمبریج انگلیس و دانشگاه کالیفرنیا برکلی آمریکا روشی عملی برای تولید هیدروکربن‌ها (مولکول‌های متشکل از کربن و هیدروژن) فقط با استفاده از نور خورشید طراحی کرده‌اند.

دستگاهی که آن‌ها ساختند متشکل است از یک «برگ» جذب نور از جنس سلول خورشیدی پروسکایت که نانو گل‌های مسی به عنوان کاتالیست برای تبدیل دی‌اکسیدکربن (کربن دی‌اکسید) به مولکول‌های ارزشمند، به آن متصل شده‌اند.

نانو یک پیشوند علمی به معنای یک میلیاردم (مقیاس کوچک) است؛ ابعادی که در آن اتم‌ها با هم ترکیب شده و مولکول‌ها روی هم اثر متقابل دارند. در این قلمرو، اتم‌ها و ذرات رفتاری غیرمتعارف از خود به نمایش می‌گذارند.

بر خلاف بیشتر کاتالیست‌های فلزی، که فقط می‌توانند دی‌اکسیدکربن را به مولکول‌های تک‌کربنی تبدیل کنند، گل‌های مسی، تولید هیدروکربن‌های پیچیده‌تر با دو اتم کربن مانند اتان و اتیلن (بلوک‌های ساختمانی اصلی برای سوخت‌های مایع، مواد شیمیایی و پلاستیک) را تسهیل می‌کنند.

جایگزینی پاک‌تر برای سوخت‌های فسیلی

تقریباً همه هیدروکربن‌ها در حال حاضر از سوخت‌های فسیلی نشأت می‌گیرند؛ اما روش جدید به تولید مواد شیمیایی پاک و سوخت‌هایی منجر می‌شود که از دی‌اکسید کربن، آب و گلیسرول (یک ترکیب آلی رایج) بدون انتشار کربن اضافی ساخته شده‌اند.

این مطالعه بر اساس کار قبلی این گروه پژوهشی روی برگ‌های مصنوعی با الهام از فتوسنتز (فرآیندی که طی آن گیاهان، نور خورشید را به غذا تبدیل می‌کنند) صورت گرفت. دکتر ویرجیل آندری (Virgil Andrei) از گروه شیمی یوسف حمید دانشگاه کمبریج و سرپرست پژوهشگران، گفت: می‌خواستیم فراتر از کاهش دی‌اکسیدکربن ساده برویم و هیدروکربن‌های پیچیده‌تری تولید کنیم؛ اما این به انرژی بسیار بیشتری نیاز دارد.

این گروه پژوهشی در نظر دارد طرح خود را برای واکنش‌های آلی پیچیده‌تر به کار گیرد و درهایی را به روی نوآوری در تولید مواد شیمیایی پایدار باز کند. پیشرفت‌های مداوم باعث می‌شود این پژوهش بتواند گذار به اقتصاد چرخشی و بدون کربن را تسریع بخشد.

گزارش این پژوهش در مجله نِیچِر کاتالیسیس (Nature Catalysis) منتشر شده است.