Ученые нашли уникальный способ спасти человечество от последствий глобального потепления

Максим Петрук

Источник: online.ua

Ученые из Мичиганского университета создали механизм искусственного фотосинтеза, позволяющего эффективно превращать углекислый газ в этилен.

Главные тезисы

Уникальная технология искусственного фотосинтеза создана учеными из Мичиганского университета, позволяя эффективно преобразовывать углекислый газ в этилен.
Искусственная фотосинтез помогает производить экологически чистое топливо, способствуя борьбе с глобальным потеплением и уменьшая влияние выбросов парниковых газов на окружающую среду.
Ученые планируют расширить использование технологии на производство других многокомпонентных соединений, таких как жидкое топливо и пластмассы, для обеспечения более экологичного производства и транспортировки.
Благодаря уникальному методу искусственной фотосинтеза удается улавливать углекислый газ и превращать его в ценные углеводороды, помогая снижать негативное воздействие на природу.
Развитие подобных технологий может способствовать уменьшению последствий климатических изменений, вызванных выбросами парниковых газов, и созданию более устойчивой среды для будущих поколений.

Что известно о возможностях искусственного фотосинтеза

Отмечается , что созданная американскими учеными система позволяет производить этилен из вредоносного парникового газа CO2 _.

Подчеркивается, что способность соединять атомы углерода в цепочки является ключевой для эффективности применения технологии повторного использования CO ₂ для производства более экологичного топлива.

Искусственная система фотосинтеза позволяет связывать два атома углерода, создавая из них углеводороды, с беспрецедентной эффективностью, выходом и долговечностью — примерно в пять-шесть раз лучше, чем в других методах.

Поскольку этилен является углеводородом, обычно используемым в производстве пластмасс, инновационная система может собирать углекислый газ, который в противном случае попадет в атмосферу.

В США ученые уже успешно проводят искусственный фотосинтез — Ученые разработали технологию искусственного фотосинтеза

Этилен на самом деле является соединением, которое в наибольшей степени производится в мире. Но обычно его производят из нефти и газа, при высоких температурах и давлении, что приводит к выделению CO ₂ , — отмечают исследователи.

Долгосрочная цель ученых состоит в том, что цепочки должны быть еще длиннее из атомов углерода и водорода для производства жидкого топлива, которое можно легко транспортировать.

Как работает уникальная технология

Благодаря двум выбросам полупроводников устройство поглощает свет. Полупроводники представляют собой совокупность нанопроводов нитрида галлия, каждый из которых в ширину всего 50 нанометров (несколько сотен атомов), и кремниевую основу, на которой они были выращены.

Реакцию превращения воды и углекислого газа в этилен проводят на медных кластерах, каждый из которых имеет около 30 покрывающих нанопроводы атомов.

Нанопровода опускают под воду, обогащенную углекислым газом и облучают светом, равным солнечному свету около полудня.

Энергия света высвобождает электроны, расщепляющие воду рядом с поверхностью нанопроводов из нитрида галлия.

Поэтому образуется водород, участвующий в реакции этилена, а также кислород, который нитрид галлия поглощает, превращаясь в оксид нитрида галлия.

Медь связывается с водородом и уносит углерод из углекислого газа, превращая его в монооксид углерода.

Исследователи ожидают, что с помощью смеси с водородом и инъекции энергии от света две молекулы угарного газа связываются вместе с водородом.

Реакцию считают завершенной на границе раздела между медью и оксидом нитрида галлия, в котором два атома кислорода отщепляются и заменяются тремя атомами водорода из расщепленной воды.

По словам ученых, 61% свободных электронов качества полупроводников генерировали с помощью света реакцию по образованию этилена.

В другом эксперименте катализатор на основе серебра и меди достиг подобной эффективности около 50%.

Он также работал в жидкости на основе углерода, однако мог работать всего несколько часов, прежде чем разрушиться.

Устройство американских исследователей проработало без всякого замедления 116 часов.

Общая эксплуатация учеными подобных устройств составила около 3 тыс. часов.

Устройство выработало этилен со скоростью, более чем в четыре раза превышающей скорость ближайших конкурирующих систем.

В дальнейших планах ученых начать производство ряда других многокомпонентных соединений.

В частности, пропанол с тремя атомами углерода или разные жидкие продукты.

Производство жидкого топлива, которое может позволить многим существующим транспортным технологиям стать более надежными, является конечной целью.

Ожидается, что подобные технологии в будущем позволят хотя бы частично устранить последствия спровоцированных человечеством климатических изменений в результате выбросов парниковых газов.