Nanotehnoloogiline innovatsioon: nüüd on võimalik toota õhust alkoholi

Ameerika Füüsika Instituudi töötajad on leiutanud uusimad grafeenist ja vasest "nanonõelad", mis muudavad elektrivoolu energiapotentsiaali abil süsinikdioksiidi etüülalkoholi osakesteks. Selliseid andmeid on kirjeldatud perioodilises ajakirjas Chemistry Select.

„Meie avastus avastati, võiks öelda, kogemata. Teekonna alguses seadsime endale sarnase ülesande, kuid plaanisime selle elluviimisele kulutada palju rohkem pingutusi ja aega. Selgus, et transformatsioon toimub praktiliselt iseseisvalt, ilma meie aktiivse osaluseta,“ ütles üks eksperimendis osalejatest, Oak Ridge'i (Tennessee) riikliku labori töötaja.

Väärib märkimist, et viimase kümnendi jooksul on teadlased korduvalt püüdnud atmosfääri komponente kütuseks ja muudeks aineteks muuta. Näiteks sel aastal jaanipäeval leiutasid Chicago füüsikud spetsiifilise päikeseenergia nanoaku, mis kasutab süsinikdioksiidi molekulaarseks lagundamiseks valgusenergia voogu. See võimaldas toota vesinikku ja süsinikmonooksiidi metaani, etüülalkoholi ja muud tüüpi biokütuse lõpptootmiseks.

Eksperdid on nende protsesside kallal pikka aega töötanud, püüdes leida optimaalseimaid süsinikdioksiidi lagundamise meetodeid, minimaalse abisaaduste komplektiga (sageli kasutud või isegi ausalt öeldes mittevajalikud).

Nanotehnoloogid valisid protsessi hõlbustavaks peamiseks aineks vase, kuna selle omadused sobivad ideaalselt süsinikdioksiidi redutseerimise reaktsiooniga.

Probleem oli selles, et vask aitas ümberkujundamise tulemusena kaasa mitte ühe, vaid mitme komponendi moodustumisele, mis sai tõsiseks takistuseks selle avastuse rakendamisel tööstuses.

Ja ometi lahendati probleem, kasutades lisaks veel ühte ülitugevat ja ülienergiamahukat revolutsioonilist materjali – grafeeni.

Olles andnud lehtgrafeenile ainulaadse kuju, kandsid tehnoloogid sellele osaliselt vask-nanoosakesi. See võimaldas tagada, et süsinikdioksiidi molekulid lagunesid ainult teatud piirkondades, nimelt "nanonõelte" otstes.

Katse käigus suutsid teadlased protsessi üle kontrolli saavutada ja provotseerisid 60% süsinikdioksiidi muundamise etanooliks.

Selle nanoreaktsiooni paljud üksikasjad on siiani lahendamata. Siiski on tehnoloogia juba lähedal tööstusliku alkoholi tootmiseks kasutamisele. Lisaks on uus tootmine tulusam: katalüsaatorite suhteliselt madala hinnaga on võimalik saada peaaegu igas koguses lõpptoodet – etüülalkoholi.

Praktiseerivate spetsialistide eelduste kohaselt saab selle uuringu tulemusi kasutada ka täiendava energia akumuleerimiseks, mida saaks koondada päikesepatareidesse või muudesse salvestusseadmetesse. Saadud energiat saab seejärel kasutada bioloogilise kütusematerjalina mitmesugusteks kodumajapidamiste ja tööstuslikeks vajadusteks.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]