В 200 раз лучше предыдущих систем: медные “цветы” превращают солнечный свет в топливо

Ученые из Кембриджского университета и Калифорнийского университета в Беркли разработали новый метод производства чистого топлива и химикатов, которые являются основой современной энергетики и производства.

Этот метод использует уникальное устройство, объединяющее поглощающий свет “лист”, изготовленный из перовскита, с катализатором из медных “наноцветков”. Вместе они преобразуют углекислый газ в полезные молекулы. Исследование является продолжением более ранней работы по искусственным листьям, вдохновленным процессом фотосинтеза.

Целью проекта было не только уменьшение уровня углекислого газа в атмосфере, но и создание более сложных углеводородов, которые играют ключевую роль в энергетике и производстве. Преобразование углекислого газа в эти сложные углеводороды требует значительного объема энергии, однако команда ученых смогла преодолеть этот барьер.

Сегодня почти все углеводороды производятся из ископаемых источников. В отличие от существующих методов, новый процесс позволяет получать чистые химикаты и топливо из CO₂, воды и глицерина, при этом не происходят дополнительные выбросы углерода в атмосферу. Это открывает новые возможности для создания экологически чистых источников энергии и химикатов.

Медные “наноцветки” в катализаторе имеют ключевое значение. В отличие от большинства металлических катализаторов, которые преобразуют CO₂ только в одноуглеродные молекулы, медные катализаторы позволяют образовывать более сложные углеводороды с двумя атомами углерода, такие как этан и этилен. Эти молекулы являются основой для производства жидкого топлива, химикатов и пластмасс.

Кроме того, ученые добавили кремниевые нанопроволочные электроды, которые окисляют глицерин — обычно используемый как отход в других процессах. В этом случае глицерин способствует увеличению скорости реакции, что повышает общую эффективность системы. Это решение позволило улучшить процесс, достигнув выхода углеводородов в 200 раз более высокой эффективности, чем в предыдущих системах для расщепления воды и углекислого газа.

Эта новая платформа для производства углеводородов является важным шагом вперед, так как она значительно повышает эффективность преобразования углекислого газа в полезные молекулы и может стать основой для дальнейшего развития технологий получения чистого топлива и химикатов, что в свою очередь способствует сокращению зависимости от ископаемых источников энергии.

Источник: Кембриджский университет