Nanotechnologische innovatie: het is nu mogelijk om alcohol te produceren uit lucht

Medewerkers van het American Institute of Physics hebben de nieuwste "nanonaalden" van grafeen en koper uitgevonden die koolstofdioxide omzetten in ethylalcoholdeeltjes met behulp van de energiepotentiaal van elektrische stroom. Deze gegevens worden beschreven in het tijdschrift Chemistry Select.

"Onze ontdekking werd, zou je kunnen zeggen, bij toeval gedaan. Aan het begin van onze reis stelden we onszelf een soortgelijke taak, maar we waren van plan veel meer moeite en tijd te besteden aan de implementatie ervan. Het bleek dat de transformatie vrijwel onafhankelijk plaatsvindt, zonder onze actieve deelname" - aldus een van de deelnemers aan het experiment, een medewerker van het nationale laboratorium in Oak Ridge (Tennessee).

Het is opmerkelijk dat wetenschappers de afgelopen tien jaar herhaaldelijk hebben geprobeerd om atmosferische componenten om te zetten in brandstof en andere stoffen. Zo hebben natuurkundigen in Chicago dit jaar, midden in de zomer, een speciale nanobatterij voor zonne-energie uitgevonden die een lichtstroom gebruikt voor de moleculaire afbraak van koolstofdioxide. Dit maakte het mogelijk om waterstof en koolmonoxide te produceren voor de uiteindelijke productie van methaan, ethylalcohol en andere soorten biobrandstof.

Deskundigen werken al geruime tijd aan deze processen en proberen de meest optimale methoden voor de afbraak van koolstofdioxide te identificeren, met een minimum aan hulpstoffen voor de omzetting (vaak nutteloos of ronduit onnodig).

Nanotechnologen kozen koper als hoofdbestanddeel dat het proces vergemakkelijkt, omdat de eigenschappen ervan perfect passen bij de reactie van koolstofdioxidereductie.

Het probleem was dat koper door de transformatie niet één, maar meerdere bestanddelen vormde, hetgeen een ernstig obstakel vormde voor de toepassing van deze ontdekking in de industrie.

En toch werd het probleem opgelost door bovendien een ander supersterk en superenergie-intensief revolutionair materiaal te gebruiken: grafeen.

Nadat ze het vel grafeen een unieke vorm hadden gegeven, brachten de technologen er gedeeltelijk kopernanodeeltjes op aan. Dit maakte het mogelijk om ervoor te zorgen dat de koolstofdioxidemoleculen slechts op bepaalde plaatsen werden afgebroken, namelijk aan de uiteinden van de "nanonaalden".

Tijdens het experiment kregen de onderzoekers controle over het proces en zorgden ze ervoor dat 60% van de koolstofdioxide werd omgezet in ethanol.

Tot nu toe zijn veel details over deze nanoreactie nog onopgelost. De technologie staat echter al op het punt om te worden toegepast voor industriële alcoholproductie. Bovendien zal de nieuwe productie winstgevender zijn: met relatief lage kosten voor katalysatorstoffen is het mogelijk om vrijwel elke hoeveelheid van het eindproduct - ethylalcohol - te verkrijgen.

Volgens de veronderstellingen van praktiserende specialisten kunnen de resultaten van dit onderzoek ook worden gebruikt om extra energie op te slaan, die vervolgens kan worden geconcentreerd in zonnebatterijen of andere opslagapparaten. De verkregen energie kan vervolgens worden gebruikt als biologische brandstof voor diverse huishoudelijke en industriële doeleinden.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]