Průlom v Nottinghamu: Solární reaktor mění CO2 a biomasu na plasty a chemikálie s 93% účinností

Vědci z Nottinghamské univerzity vyvinuli solární reaktor, který současně přeměňuje oxid uhličitý na cenné chemikálie a organický odpad z biomasy na základní stavební kameny pro udržitelné plasty.

Vědci z Nottinghamské univerzity vyvinuli solární reaktor, který současně přeměňuje oxid uhličitý na cenné chemikálie a organický odpad z biomasy na základní stavební kameny pro udržitelné plasty. Tento systém, poháněný výhradně slunečním světlem, představuje významný krok v úsilí o ochlazení planety a přeměnu skleníkových plynů v užitečné zdroje.

Zařízení, známé jako fotoelektrochemický (PEC) reaktor bez vnějšího předpětí, pracuje na principu dvou oddělených komor. Využívá energii jediného fotonu světla k řízení vysoce účinné řetězové reakce. Srdcem procesu je nanostrukturovaná fotoanoda složená z polovodičů nitridu uhlíku a oxidu wolframu, vylepšená vrstvou oxidu kobaltu, která je spojena s katodou ve druhé komoře.

Solárně poháněný proces začíná, když foton světla dopadne na fotoanodu a generuje uvolněný elektron a atomovou volnou pozici zvanou díra. Zatímco elektron putuje ke katodě, aby redukoval oxid uhličitý na formiát (všestrannou chemikálii používanou v textilu, barvách a farmacii), zbývající díra současně oxiduje molekulu biomasy 5-hydroxymethyl-2-furoovou kyselinu (HMFA) na prekurzor pro plasty nové generace. Reaktor dosahuje přibližně 93% konverze oxidu uhličitého a 95% oxidace biomasy.

Jedním z klíčových aspektů tohoto objevu je, že reaktor funguje čistě na solární energii, aniž by vyžadoval externí teplo nebo elektřinu. Navíc, na rozdíl od mnoha moderních laboratorních průlomů, které často spoléhají na vzácné a drahé kovy jako platina nebo iridium, nottinghamský tým navrhl své materiály výhradně z hojně dostupných a levných prvků. Tím udrželi výrobní náklady nízké při zachování vysoké účinnosti. Hodnocení životního cyklu již potvrdilo nízkou uhlíkovou stopu systému.

Dlouhodobou vizí je decentralizovaná výrobní síť. Tyto modulární reaktory by mohly být v budoucnu přímo připojeny k aktivním továrním komínům a místním zemědělským biorefineriím. Tým považuje tento objev za zásadní krok k dosažení globálních cílů nulových čistých emisí tím, že přímo využívá solární energii k řešení dvojích výzev: snižování skleníkových plynů a zhodnocování odpadu.