Forskare slog oavsiktligt koldioxid till etanol

Forskare vid US Department of Energy Oak Ridge National Laboratory (ORNL) har av misstag upptäckt en process som kan göra koldioxid (CO2) direkt till etanol. Medan den exakta processen som de använde inte kommer att antas allmänt, kan forskningen bara hjälpa ansträngningarna att avvärja världen från fossila bränslen.

Den nuvarande processen använder en blandning av olika katalysatorer - kol, koppar och kväve - med nanoteknik som säkerställer att de producerar det önskade materialet. Adam Rondinone i ORNL säger att forskarna "försökte studera det första steget i en föreslagen reaktion" när de till sin förvåning gjorde katalysatorn allting på egen hand.

Det var en trevlig överraskning, eftersom det var meningen att forskarna effektivt förvandlade föroreningar. "Var att ta koldioxid, en förbränningsprodukt, och vi förskjuter den förbränningsreaktionen bakåt med mycket hög selektivitet till ett användbart bränsle," sa Rondinone.

"Etanol var en överraskning - det är extremt svårt att gå direkt från koldioxid till etanol med en enda katalysator."

Men det är precis vad som hände.

Upptäckten kommer som världen förvränger för att hitta alternativ till fossila bränslen som inte har egna allvarliga problem. Solkraft är den främsta löparen i den här tävlingen tack vare ansträngningarna från företag som Tesla, men etanol är också populärt.

Det beror på att etanol producerar lägre utsläpp än bensin, enligt US Department of Energy, även om de två blandas. Att använda CO2 för att direkt skapa etanol, med små mängder energi och lågkostnadsmaterial, är miljökvivalenten av att leda till guld. Tricket är att räkna ut hur man gör det på vilken som helst skala.

Forskare avslutade, i en artikel publicerad i Kemi Välj i september innebär det att "överpotentialen (som kan sänkas med den ordentliga elektrolyten och genom att separera väteproduktionen till en annan katalysator) sannolikt utesluter ekonomisk bärbarhet för denna katalysator." Enkelt sagt: Denna process är inte Det är inte tillräckligt för att behaga företagen.

Men det finns fortfarande hopp, som forskare sa i förra onsdagen: "Processen kan användas för att lagra överflödig el som genereras av olika kraftkällor, till exempel vind och sol", för att producera etanol när det är möjligt. Den kombinerade effekten av att byta till förnybar energi, och använda sin produktion för att skapa ett bättre än bensinbränsle som etanol, kan vara väsentligt, förutsatt att detta system är allmänt antaget av konsumenter och företag.

Dessutom planerar forskare att "förfina deras inställning för att förbättra den övergripande produktionshastigheten, och ytterligare studera katalysatorns egenskaper och beteende" i framtiden.

Rondinone berättar Omvänd att detta kommer att innebära att laget arbetar mot en "bättre förståelse av mekanismen" och "katalysatorns beteende under olika förhållanden".

"Till exempel i detta dokument rapporterade vi på katalysatorn i endast en elektrolyt", säger han. "Vi vet redan att andra elektrolyter gör en stor skillnad i aktivitet för andra reaktioner och kommer att studera hur man modifierar uppförandet av denna katalysator under olika förhållanden."

Målet är dock detsamma: För att hjälpa till med att komma fram till ny teknik, som är både effektiv och ekonomiskt genomförbar, kan labbet hjälpa till att lösa världens energiproblem.

Medan tekniken fortfarande ligger i forskningsfasen är lagets hopp att bevisa att denna metod för etanolproduktionsarbeten kommer att inspirera företag att börja betrakta det som en livskraftig energikälla.

"Jag är motiverad att studera nanoteknikbaserade lösningar på energiproblem, vilket i det här fallet bidrar till att utveckla billiga sätt att hantera klimatförändringen", berättar Rondinone Omvänd.

"Om vi ​​kan göra det enkelt och billigt att anpassa sig, så är det bättre för människor att göra det."