Ученые поняли, как из воздуха получить спирт для топлива

Производить альтернативное топливо — метиловый спирт — из углекислого газа при воздействии света и электричества предложили ученые НИУ МИЭТ в составе научного коллектива. Благодаря использованию материалов, преобразующих энергию света в «химическую», а также воздействию электрического поля, новый способ работает в пять раз эффективнее существующих. Результаты представлены в Current Applied Physics.

Из‑за роста выбросов углекислого газа (CO₂) в атмосферу «легкие» Земли не справляются с его переработкой в кислород, что приводит к «перегреву» поверхности планеты и другим неблагоприятным последствиям для природы, рассказали в Национальном исследовательском университете «МИЭТ» (НИУ МИЭТ).

«Для превращения углекислого газа в другое вещество необходимы процессы, сходные с фотосинтезом у растений. Такие процессы требуют специальных материалов — фотокатализаторов, которые преобразуют световую энергию в химическую, необходимую для разрыва одних связей и образования других. Чтобы реакции были максимально эффективны, нужны подобранные свет, тепло, концентрация воды и CO₂ в воздухе», — объяснил один из авторов разработки, младший научный сотрудник НИЛ ФСПМ НИУ МИЭТ Андрей Тарасов, ассистент Института перспективных материалов и технологий.

Ученые университета предложили новый подход к переработке углекислого газа с использованием нанонитей диоксида титана (TiO₂) и наночастиц серебра (Ag). Использование световой и тепловой энергии, а также электрического поля делает этот материал «рельсами» для реакции превращения CO₂ в метанол (CH₃OH) — спирт, который необходим в химической промышленности и может быть применен как альтернатива нефтяному топливу.

«Как поезд не поедет без рельсов, так и многие химические реакции не будут протекать за разумное время без дополнительных материалов — катализаторов. Мы взяли классический материал для ускорения фотокаталитических реакций — диоксид титана, но в виде нанонитей — и «декорировали» его наночастицами серебра. Эти частицы работают как пересадочные станции для электронов, обмен которыми между молекулами H₂O и CO₂ приводит к синтезу органических соединений», — объяснил Тарасов.

«В настоящее время мы провели лабораторные испытания нового способа переработки углекислого газа в водяных парах. "Декорирование" нанонитей диоксида титана наночастицами серебра позволяет увеличить выход продукта в три раза, а при дополнительном воздействии электрического поля эффективность выработки метанола увеличивается в пять раз», — добавил ученый.

В будущем ученые планируют собрать реактор, который позволит превращать водяной пар с углекислым газом в полезный продукт с использованием одной энергии Солнца, которая создает и свет, и нагрев, и электричество, — рассказали в НИУ МИЭТ.

Исследование проведено учеными НИУ МИЭТ, Ульяновского государственного университета, Сеченовского университета и Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.

Источник: РИА новости