Wissenschaftler haben aus Versehen Kohlendioxid in Ethanol umgewandelt

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Anonim

Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums haben zufällig einen Prozess entdeckt, durch den Kohlendioxid (CO2) direkt in Ethanol umgewandelt werden kann. Es ist unwahrscheinlich, dass das genaue Verfahren, mit dem sie gearbeitet haben, weit verbreitet ist. Die Forschung könnte jedoch nur dazu beitragen, die Welt von fossilen Brennstoffen zu entwöhnen.

Das derzeitige Verfahren verwendet eine Mischung aus verschiedenen Katalysatoren - Kohlenstoff, Kupfer und Stickstoff - mit Nanotechnologie, die sicherstellt, dass sie das gewünschte Material produzieren. Adam Rondinone von ORNL sagt, die Wissenschaftler hätten "versucht, den ersten Schritt einer vorgeschlagenen Reaktion zu untersuchen", als der Katalysator zu ihrer Überraschung alles alleine tat.

Dies war eine angenehme Überraschung, da die Wissenschaftler die Verschmutzung effektiv umkehrten. "Wir nahmen Kohlendioxid, ein Abfallprodukt der Verbrennung, und wir drängen diese Verbrennungsreaktion mit sehr hoher Selektivität für einen nützlichen Brennstoff nach hinten", sagte Rondinone.

"Ethanol war eine Überraschung - es ist äußerst schwierig, mit einem einzigen Katalysator direkt von Kohlendioxid zu Ethanol zu gelangen."

Aber genau das ist passiert.

Die Entdeckung erfolgt, wenn die Welt nach Alternativen zu fossilen Brennstoffen sucht, für die es keine ernsthaften Probleme gibt. Die Solarenergie ist dank der Bemühungen von Unternehmen wie Tesla der Spitzenreiter in diesem Rennen, aber auch Ethanol ist beliebt.

Das liegt daran, dass Ethanol laut US-Energieministerium weniger Emissionen erzeugt als Benzin, selbst wenn beide gemischt sind. Die Verwendung von CO2 zur direkten Erzeugung von Ethanol mit geringen Energiemengen und kostengünstigen Materialien ist das Umweltäquivalent für die Umwandlung von Blei in Gold. Der Trick besteht darin, herauszufinden, wie dies in jeder Größenordnung geschehen kann.

Die Forscher folgerten in einem Artikel, der in veröffentlicht wurde Chemie auswählen Im September schließt das "Überpotential (das mit dem richtigen Elektrolyten und durch die Aufteilung der Wasserstoffproduktion auf einen anderen Katalysator gesenkt werden könnte) bei einem solchen Aufbau wahrscheinlich die Wirtschaftlichkeit dieses Katalysators aus." Einfach gesagt: Dieses Verfahren ist nicht nicht effizient genug, um Unternehmen zufrieden zu stellen.

Es gibt jedoch immer noch Hoffnung, wie die Forscher am vergangenen Mittwoch sagten: „Das Verfahren könnte zur Speicherung von überschüssiger Elektrizität verwendet werden, die aus variablen Energiequellen wie Wind und Sonne erzeugt wird“, um möglichst Ethanol zu produzieren. Der Umstieg auf erneuerbare Energien und die Nutzung seiner Produktion zur Erzeugung eines Kraftstoffs, der besser als Benzin ist, wie Ethanol, könnte erhebliche Auswirkungen haben, vorausgesetzt, dieses System wird von Verbrauchern und Unternehmen weit verbreitet.

Darüber hinaus planen die Forscher, "ihren Ansatz zu verfeinern, um die Gesamtproduktionsrate zu verbessern und die Eigenschaften und das Verhalten des Katalysators in der Zukunft weiter zu untersuchen".

Rondinone erzählt Inverse das bedeutet, dass das Team auf ein „besseres Verständnis des Mechanismus“ und „des Verhaltens des Katalysators unter verschiedenen Bedingungen“ hinarbeitet.

„In diesem Artikel haben wir zum Beispiel nur in einem Elektrolyt über den Katalysator berichtet“, sagt er. "Wir wissen bereits, dass andere Elektrolyte einen großen Aktivitätsunterschied für andere Reaktionen haben, und werden untersuchen, wie das Verhalten dieses Katalysators unter verschiedenen Bedingungen verändert werden kann."

Das Ziel bleibt jedoch dasselbe: Um neue Technologien zu entwickeln, die sowohl effizient als auch wirtschaftlich sind, kann das Labor dazu beitragen, die Energieprobleme der Welt zu lösen.

Während sich die Technologie noch in der Forschungsphase befindet, hofft das Team, dass der Nachweis dieser Methode der Ethanolproduktion die Unternehmen dazu inspirieren wird, sie als brauchbare Energiequelle in Betracht zu ziehen.

"Ich bin motiviert, auf Nanotechnologie basierende Lösungen für Energieprobleme zu studieren, was in diesem Fall dazu beiträgt, kostengünstige Möglichkeiten zur Bewältigung des Klimawandels zu entwickeln", sagt Rondinone Inverse.

"Wenn wir uns die Anpassung einfach und kostengünstig machen können, werden die Menschen dies eher tun."

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