Benzină din dioxid de carbon

Chimiştii au arătat că este posibil să se convertească dixidul de carbon intr-o materie primă pentru fabricarea unui game largi de produse printre care şi masele plastice şi benzină prin folosirea energiei solare combinată cu unii catalizatori.

Cercetătorii de la Universitatea din California, San Diego (UCSD), au demonstrat recent că lumina absorbită si convertită în electricitate de un electron din siliciu poate ajuta pornirea unei reacţii ce converteşte dioxidul de carbon în monoxid de carbon şi oxigen. Monoxidul de carbon este o substanţă ce este folosită in producţia maselor plastice şi alte produse. De asemenea este un ingredient cheie în procesul de producţie al carburanţilor sintetici printre care şi syngas (o combinaţie intre monoxid de carbon si hidrogen), metanol si gasolină.

Convertirea dioxidului de carbon în monoxid de carbon este greu de făcut şi din acest motiv munca cercetătorilor de la UCSD este impresionantă. În prima fază însă acest proces nu va avea un impact semnificativ în reducerea gazelor de seră din atmosferă însă oamenii de ştiinţă sunt de acord că orice proces ce foloseşte dioxidul de carbon în loc să-l producă merită dezvoltat şi implementat. Clifford Kubiak, profesor de chimie la UCSD afirma: “Dacă producătorii de chimicale vor produce milioane de tone de mase plastice de ce să nu le facă din gaze de seră în loc să producă tone de gaze în procesul de fabricaţie?”

Acest sistem poate fi şi o parte a soluţiei la problema nerezolvată a energiei solare. Pentru ca panourile solare să fie folositoare când soarele nu este prezent electricitatea pe care o produc trebuie să fie stocată; o variantă practică a face asta este prin convertirea energiei din electrică în chimică. O formă a acestei metode implică folosirea panourilor solare pentru producerea de hidrogen ce este apoi stocat în celule energetice (fuel cells). Dar hidrogenul este un gaz dificil de transportat şi stocat faţă de combustibilii lichizi precum gasolina, ce conţine mai multă energie per volum decât hidrogenul. Sistemul UCSD demonstrează că este posibil să se folosească energia solară pentru a produce monoxid de carbon care apoi este convertit în gasolină cu ajutorul hidrogenului. În acest moment monoxidul de carbon este obţinut din gaze naturale şi cărbuni însă dioxidul de carbon este o materie primă mai atractivă deoarece este extrem de ieftină (defapt este ceva pentru care companiile industriale ar plăti să scape). Phillip Jessop, profesor de chimie la Universitatea Queens din Canada afirmă “sunt foarte puţine substanţe chimice ce sunt gratuite iar dioxidul de carbon este una dintre ele”.

În prototipul instalaţiei, lumina solară trece prin dioxidul de carbon dizolvat într-o soluţie înainte de a fi absorbită de un catod semiconductor ce converteşte fotonii în electroni. Cu ajutorul unui catalizator electronii reacţionează cu dioxidul de carbon şi formează monoxid de carbon la electrod. La anod – un catalizator făcut din platină – apa este convertită în oxigen.

Pentru a se obţine un combustibil monoxidul de carbon poate fi combinat cu hidrogen pentru a crea syngas printr-o tehnologie numită procesul Fischer-Tropsch ce a fost folosită în principal pentru obţinerea gasolinei din cărbuni. Odată cu noul proces pentru obţinerea de syngas combustibilii fosili ar putea deveni nefolositori.

Sistemul – ce a pornit ca o soluţie de fabricare a oxigenului pentru echipaje umane pe Marte ce are o atmosferă bogată in dioxid de carbon – este încă în etapa de dezvoltare. La primul prototip doar jumătate din energia necesară reacţiilor era obţinută de la Soare restul venind de la o sursă electrică clasică; acest lucru se datorează faptului că cercetătorii au vrut să demonstreze conceptul folosind siliciul ca semiconductor. Acum lucrează la un semiconductor galiu-fosfat ce are exact proprietăţile necesare să susţină reacţiile folosind doar lumina solară.

În această etapă timpurie Kubiak spune că sistemele comerciale sunt la 10 ani distanţă deoarece eficienţa şi investiţiile necesare pentru producerea combustibililor pe această cale nu sunt foarte bine cunoscute. De asemenea acesta afirmă ca pentru aplicaţii la scară mare să fie nevoie de nanoparticule acoperite cu catalizator pentru a mări suprafaţa de contact şi astfel de a accelera reacţiile.