Det er ingen tvil om at klimaendringer er et veldig alvorlig (og forverret) problem. I følge en fersk rapport fra Intergo Governmental Panel on Climate Change (IPCC), selv om alle de industrialiserte nasjonene i verden ble karbonnøytrale over natten, vil problemet fortsette å bli verre. Kort fortalt er det ikke nok å slutte å pumpe megatoner CO2 inn i atmosfæren; vi må også begynne å fjerne det vi allerede har lagt der.
Det er her teknikken kjent som karbonfangst (eller karbonfjerning) spiller inn. Et internasjonalt team av forskere fra University of Waterloo, Ontario, har hentet fra sin natur, og laget et "kunstig blad" som etterligner den virkelige tingens karbonskrubberevner. Men snarere enn å snu atmosfærisk CO2 til en kilde til drivstoff for seg selv, konverterer bladet det til et nyttig alternativt drivstoff.
Teamets forskning ble beskrevet i en artikkel som nylig ble vist i journalen Naturenergi. Teamet ble ledet av Yimin A. Wu, en forsker ved Center for Nanoscale Materials ved Argonne National Laboratory (ANL) i Illinois og en professor i ingeniørfag fra Waterloo Institute for Nanotechnology (WIN). Han fikk selskap av forskere fra begge institusjonene, så vel som California State University (Northridge), og City University of Hong Kong.
I naturen konverterer grønne planter atmosfærisk CO2 og vann til glukose og oksygen gjennom prosessen med fotosyntese. Dette muliggjøres takket være pigmentet klorofyll, som absorberer lys fra solen i flere bølgelengder (fiolettblått og oransjerødt) for å gi de kjemiske reaksjonene kraft. Glukosen brukes deretter av plantene som en drivstoffkilde, mens oksygengassen frigjøres.
Som Wu forklarte, brukte han og teamet hans den samme ideen til å designe sitt kunstige blad, som er avhengig av en veldig lignende prosess, men produserer forskjellige sluttprodukter. "Vi kaller det et kunstig blad fordi det etterligner ekte blader og prosessen med fotosyntesen," sa han. “Et blad produserer glukose og oksygen. Vi produserer metanol og oksygen. ”
Nøkkelen til prosessen (som Wu og kollegene hans har jobbet med siden 2015) er kobberoksyd, et billig rødt pulver som er kjemisk konstruert for å ha så mange åttesidige partikler som mulig. Dette pulveret er skapt av en kjemisk reaksjon når glukose, kobberacetat, natriumhydroksyd og natriumdodecylsulfat tilsettes til vann som er blitt oppvarmet til en spesifikk temperatur.
Dette pulveret blir deretter tilsatt vann hvor det fungerer som katalysator når karbondioksid pumpes inn og en solsimulator skinner en stråle med hvitt lys inn i løsningen. Den resulterende kjemiske reaksjonen produserer oksygengass (gjennom fotosyntese) mens CO2, vann og pulverløsning blir omdannet til metanol. Siden metanol har et lavere kokepunkt enn vann, blir oppløsningen oppvarmet og metanolen samles opp når den fordamper.
Denne prosessen speiler lignende forskning som blir utført ved University of Cambridge i Storbritannia, hvor forskere har utviklet en enhet som bruker fotosyntesen produsert av sollys og koboltlysabsorberere for å vri vann og CO.2 gass til syngas. Dette stoffet er laget av en blanding av hydrogen og karbonmonoksid og brukes til fremstilling av alternative drivstoff, farmasøytiske stoffer, plast og gjødsel.
Det ligner også konseptet "kunstig tre" som er utviklet av Klaus Lackner, direktør for Lenfest Center for Sustainable Energy ved Columbia University. For mange år tilbake foreslo Lackner en metode der “trær” med harpiksbelagte plastblader kunne fjerne så mye som 100 ganger som CO2 fra luften som naturlige trær. Når bladene har bløt opp så mye som karbondioksid som de kan, blir de plassert i vann for å lage biodrivstoff.
En prosess som denne er spennende av to grunner. For det første vil fjerning av karbondioksid (den viktigste bidragsyteren til den globale oppvarmingen) fra atmosfæren bidra til å senke klimaendringene. For det andre vil de resulterende alternative drivstoffene gjøre det mulig for folk å fortsette å stole på ikke-elektriske biler, og dermed gi oss mer tid til å gjøre overgangen til karbon-nøytral leve. Eller som Wu fortalte Space Magazine via e-post:
”Denne teknologien forventes å redusere CO2 utslipp fra oljeselskaper, bilfirmaer og stålbedrifter. Det kan også tilby rene og bærekraftige drivstoff, metanol, til kjøretøyer og fly. Metanol er også et råstoff i kjemisk industri for å lage plast og fibre. Dette gir en løsning for å redusere CO2-utslipp og produsere bærekraftig drivstoff for grønn økonomi. ”
I fremtiden vil ytterligere skritt bli tatt for å øke metanolutbyttet og kommersialisere den patenterte prosessen slik at den kan brukes til industrielle formål. "Jeg er ekstremt spent på potensialet med denne oppdagelsen til å endre spillet," la Wu til. Klimaendringer er et presserende problem, og vi kan bidra til å redusere CO2 utslipp og samtidig skape et alternativt drivstoff. "
