Сегодня ученые научились использовать железо для превращения двуокиси углерода в реактивное топливо. Если химическая реакция, лежащая в основе процесса, будет ускорена, это может помочь уменьшить углеродный след от авиаперелетов. Это значительно улучшит состояние окружающей среды, пострадавшей от самолетных выбросов.
Вредный для экологии газ
Углекислый газ (CO2) - это тот же самый парниковый газ, который наводняет атмосферу Земли из-за выхлопных газов реактивных двигателей всего остального, что работает на топливе. Таким образом, если эта новая химическая реакция может успешно превратить CO2 в топливо для самолетов, это может помочь уменьшить углеродный след в авиационной промышленности, на который в настоящее время приходится 12% всех глобальных выбросов углерода от транспорта.
Экспериментальный процесс появился в новой статье, опубликованной учеными в журнале Nature Communications. Авторы проекта надеются, что этот процесс может быть воспроизведен в более крупных масштабах, но пока это было доказано только в лаборатории. «Стремительными темпами идет изменение климата, по всему миру идут масштабные выбросы углекислого газа, - сказал Тяньцунь Сяо, соавтор исследования и химик из Оксфордского университета. - У нас уже есть план по синтезированию углеводородного топлива. Это будущее нашей планеты».
Уникальные разработки ученых
Исследователи пытались превратить CO2 в топливо в прошлом, но химические реакции, которые возникли в результате этих усилий, требовали редких и дорогих катализаторов, таких как кобальт. Сила нового метода во многом связана с использованием относительно недорогого и простого в получении порошка на основе железа.
В лаборатории исследователи объединяют углекислый газ с водородом, лимонной кислотой, марганцем, калием и железным катализатором внутри реактора из нержавеющей стали. Все это производится под высоким давлением, чтобы получить всего несколько грамм реактивного топлива. Железный катализатор позволяет атомам углерода в молекулах CO2 отделяться от кислорода и образовывать связи с атомами водорода внутри реактора.
Реактивное топливо по новой технологии
Новые водород-углеродные молекулы, называемые углеводородами, представляют собой те же молекулы, из которых состоит топливо для реактивных двигателей. Как сообщает Тяньцунь Сяо, в ходе испытаний, продолжавшихся 20 часов, 38% углекислого газа внутри реактора было преобразовано в реактивное топливо и другие вещества, включая воду, пропилен и этилен. Реактивное топливо составляло почти половину различных побочных продуктов химических реакций.
Это безотходное производство, ведь некоторые из побочных продуктов, такие как этилен и пропилен, могут быть использованы для производства пластмасс. «Это действительно новейшие технологии, удивительно, насколько все прекрасно сработало, - сказал Джошуа Хейн, инженер-механик и химик из Дейтонского университета. - Крупные разработки всегда влекут за собой новые сюрпризы. Но если говорить о долгосрочной перспективе, за идеей круговой углеродной экономики наше новое, безопасное для окружающей среды будущее».
По словам исследователей, их процесс может открыть дверь для путешествий по воздуху с нейтральным выбросом углерода, потому что при сжигании авиационного топлива, полученного таким образом, выделяется такое же количество углекислого газа, которое использовалось для производства топлива. Пока неясно, сможет ли этот новый процесс привести в движение лайнеры завтрашнего дня, но ученые говорят, что не видят в этом больших проблем.
