A fosszilis üzemanyagok használatának csökkentésére irányuló globális törekvések új technológiai megoldások iránti igényt szültek. A szél- és napenergia már számos területen kielégíti ezeket, de a nehézipar és a közlekedés továbbra is nagy energiasűrűségű üzemanyagokat igényel.

Erre a problémára kínálhat megoldást az amerikai CHASE (Center for Hybrid Approaches in Solar Energy to Liquid Fuels) kutatása. Az interestingengineering.com szerint ennek során a tudósok olyan eljárást fejlesztettek ki, amely a szén-dioxidot metanollá alakítja, miközben napfényt használ energiaforrásként.

Ez az új technológia képes csökkenteni az üvegházhatású gázok mennyiségét a légkörben, és egyúttal fenntartható energiaforrást biztosít. A kutatók ezt „folyékony napenergia-üzemanyagnak” nevezik.

Ahogy a növények fotoszintézis során a CO2-t és a vizet energiává alakítják, úgy szeretnék a tudósok is a napfényt felhasználni energiaforrásként. „A nagy felületű szilíciumot folyékony napenergia-üzemanyag előállítására használták először” – jelentették be a kutatók, kiemelve az eljárás úttörő jellegét.

A szén-dioxid üvegházhatású gáz, amely a klímakutatók 97%-a szerint hozzájárul a globális felmelegedéshez. (Fotó: Pexels)

Szilícium alapú fotoelektródok a hatékonyabb üzemanyag-termelésért

A CHASE csapata háromdimenziós szilíciumvázakat alkalmaz a fotoelektródokon, hogy növelje a szén-dioxidból készült üzemanyag hozamát. A szilíciumra épített katalizátorok segítségével a napfény által elindított kémiai reakció során a CO2 metanollá vagy szén-monoxiddá (CO) alakul, amely más vegyületek alapjául szolgálhat.

 A kutatók különféle katalizátorokkal kísérleteznek: „Kobaltkatalizátorral nagyobb áramsűrűség mellett sikerült metanolt előállítani” – állítják a tudósok.

Ez az eredmény nagy előrelépést jelent a hatékony folyékony üzemanyagok kifejlesztésében.

A Greenpeace álláspontja szerint Európában 2028-ra le kellene állni a benzines, a dízeles és hibrid járművek forgalmazásával. (Fotó: Unsplash)

Tartós és szelektív megoldások a jövő üzemanyagáért

Egy másik módszerben a kutatók a katalizátort kobaltról réniumra cserélték, amelyet nanopórusos szilíciumba integráltak. Az így létrejött hibrid fotoelektród nemcsak tartósabb, de a szén-monoxidot metanollá redukálta, ami fontos előrelépés az ipari alkalmazás felé.

„Az így létrehozott hibrid fotoelektród nagyobb tartósságot és szelektivitást mutatott” – emelték ki a kutatók, hangsúlyozva, hogy ez a megoldás nagyobb skálán is megvalósítható.

A CHASE kutatása bizonyítja, hogy a nagy felületű szilícium használata ko előrelépést jelenthet a napenergia-alapú folyékony üzemanyagok előállításában. Ha a technológiai fejlesztések folytatódnak, elképzelhető, hogy a jövőben zárt körű rendszerek jöhetnek létre, ahol CO2, víz és napfény segítségével állítunk elő üzemanyagot.

„Ez hatalmas lépés a fenntartható bolygó felé” – hangsúlyozták a kutatók, rámutatva arra, hogy ez a technológia kulcsfontosságú lehet a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség csökkentésében.

A kutatás nemcsak a tudományos közösség, hanem a globális energiaszektor figyelmét is felkeltette, hiszen a fenntartható energiaforrások fejlesztése és alkalmazása egyre sürgetőbbé válik. Ha a technológia sikeresen alkalmazhatóvá válik ipari méretekben, az drámaian csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását, és nagy lépést jelenthet egy fenntarthatóbb jövő felé.

Kiemelt kép forrása: Pexels