Создано устройство для преобразования CO2 в метанол с помощью солнечного света

Исследователи Йельского университета разработали экспериментальное устройство, преобразующее углекислый газ и воду в жидкое метаноловое топливо под воздействием солнечного света. Разработка стала результатом многолетнего сотрудничества ученых из нескольких американских университетов в рамках государственной инициативы CHASE.

Устройство работает без подключения к внешним источникам электроэнергии. Солнечная энергия запускает химическую реакцию, в результате которой CO2 превращается в готовое жидкое топливо. По словам исследователей, эффективность преобразования солнечного света в метанол превышает показатели предыдущих систем искусственного фотосинтеза, разработанных для производства спиртового топлива.

В основе технологии лежат два ключевых компонента. Первый — специализированный катализатор на основе фталоцианина кобальта, закрепленный на углеродных нанотрубках. Эти нанотрубки выполняют функцию проводников электронов к активным центрам реакции. Второй компонент — фотоэлектрод новой конструкции, состоящий из микроскопических кремниевых столбиков, покрытых углеродным материалом — фуллереном. Такая геометрия повышает эффективность разделения электрических зарядов и увеличивает площадь поверхности для протекания реакции.

Катализатор осуществляет сложную шестиэлектронную реакцию, превращая углекислый газ и воду в метанол. Ранее молекулярные каталитические системы обеспечивали только двухэлектронные реакции, что ограничивало их применение производством простых продуктов, таких как монооксид углерода.

Полученное метаноловое топливо может накапливать энергию в течение длительного времени и транспортироваться по существующей топливной инфраструктуре. Метанол уже используется в промышленности в качестве химического сырья и альтернативного топлива на морском транспорте и в энергетике.

Исследователи отмечают, что эта технология открывает перспективы для промышленного улавливания углекислого газа из атмосферы и производства возобновляемого жидкого топлива с пониженным уровнем выбросов. По словам руководителя проекта, полученные результаты создают основу для разработки более масштабных систем в будущем. Прежде чем разработка будет запущена в коммерческую эксплуатацию, потребуется повысить эффективность и долговечность устройства.

Источник: Interestingeng Iineering