کشف کاتالیزور جدید برای تبدیل دی‌اکسید کربن و آب به اتانول

محققان کاتالیزور جدیدی کشف کرده‌اند که می‌تواند کربن دی اکسید و آب را با بازدهی انرژی بالا و هزینه کم به اتانول تبدیل کند.

محققان آزمایشگاه ملی آرگون (ANL) با همکاری محققان دانشگاه ایلینوی شمالی کاتالیزور جدیدی را کشف کرده‌اند که کربن دی اکسید و آب را به اتانول تبدیل می‌کند. این کاتالیزور که از مس و پودر کربن تشکیل شده نقش الکتروکاتالیست را بازی می‌کند.

کاتالیزور یاد شده در میدان الکتریکی با ولتاژ کم قرار گرفته و آب و کربن دی اکسید از روی آن عبور می‌کنند. واکنش شیمیایی سبب شکسته شدن این مولکول‌ها و بازآرایی آنها به اتانول با بازده فارادییک (Faradaic Efficiency) بیش از ۹۰ درصد می‌شود که به گفته محققان بسیار بیشتر از تمام فرآیندهای مشابه است. از اتانول تولید شده می‌توان به عنوان افزودنی سوخت و یا محصول واسط در صنایع شیمی، داروسازی و آرایشی استفاده کرد.

استفاده از اتانول ایجاد شده توسط این کاتالیزور به عنوان سوخت مثالی از «اقتصاد دورانی کربنی» (Circular Carbon Economy) است. در این نظام اقتصادی گاز کربن دی‌اکسید از جو استخراج شده و دوباره در سوخت به‌کار می‌رود. اگر فرآیند به کمک انرژی تجدیدپذیر انجام شود، آن وقت تنها عنصر از دست رفته آب خواهد بود. البته استفاده از این اتانول به عنوان افزودنی در سوخت خودروهای درون سوز منطقی به نظر نمی‌رسد چراکه با وجود بازده فارادییک بالا، بازدهی الکتریکی آن کم است.

قیمت اتانول به دست آمده از کربن نیز مشخص نیست. در حال حاضر برخی شرکت‌ها از طریق به دام انداختن کربن دی اکسید سوخت‌های سینتتیک توسعه می‌دهند. برای مثال شرکت کانادایی Carbon Engineering با گرفتن دی‌اکسیدکربن از هوا نوعی سوخت سینتیتک خام تولید کرده و از آن برای تولید سوخت با خلوص بالا برای صنعت هوانوردی استفاده می‌کند.

سوخت‌های سینتیتک باید از لحاظ قیمت توان رقابت با سوخت‌های فسیلی را داشته باشند. بنابراین باید دید اتانولی که محققان آزمایشگاه ملی آرگون از به دام انداختن کربن تولید کرده‌اند توانایی رقابت با بیواتانول یا منابع دیگر را دارد یا خیر.

این تحقیق در ژورنال Nature Energy منتشر شده است.