Делаем легкую работу! Исследователи создают синтетический метан, используя только солнце
Команда под руководством UNSW разработала процесс, который превращает CO₂ в более чистую и экологичную форму метана, что может снизить зависимость от природного газа, способствующего изменению климата.
Инженеры UNSW разработали способ производства синтетического топлива из углекислого газа, используя только солнечный свет. Процесс исследовательской группы включает использование света и тепла для запуска реакции, в результате которой из CO₂ образуется синтетический метан.
Их исследование, опубликованное в журнале EES Catalogue , может помочь снизить зависимость от ископаемого топлива.
«Метан является основным компонентом природного газа и уже широко используется в качестве источника топлива, но также является мощным парниковым газом. Создание синтетического метана с использованием только природного ресурса Солнца — это более чистая и экологичная альтернатива для использования в тяжелом транспорте, судоходстве и других конкретных отраслях, где использование газа имеет важное значение», — говорит доктор Эмма Ловелл.
«Используя специальные катализаторы и вспомогательные материалы, мы продемонстрировали новый путь использования видимого света для превращения CO₂ в метан. Это не только способствует сокращению выбросов углекислого газа, но и увеличивает ценность улавливаемого CO₂ за счет создания ценного химического продукта».
Под руководством команды из Школы химического машиностроения профессор Роуз Амаль , доктор Приянк Кумар, доктор Эмма С. Ловелл , И Фен (Шарлотта) Чжу , доцент Джейсон Скотт , доктор Бинцяо Се и доктор Джоди А. Ювоно, их работа не только решает экологические проблемы, но и использует возобновляемые источники энергии для обеспечения процесса преобразования.
Больший эффект: что все это значит
«Возможность напрямую использовать солнечный свет снижает затраты, необходимые для производства энергии для облегчения реакции. Это облегчает одну из основных проблем в поиске и применении топлива, полученного из CO₂, которая зависит от наличия недорогих энергоресурсов с низким содержанием углерода», — говорит кандидат наук Чжу.
Преобразование отработанного CO₂ в синтетическое топливо создает циклическую экономию топлива. Это означает, что создается замкнутая система, решающая экологические проблемы и уменьшающая зависимость от добычи ископаемого топлива. Этот подход способствует устойчивости за счет повторного использования выбросов углерода и смягчения воздействия на окружающую среду.
Создание синтетического метана с использованием только природного ресурса солнца — это более чистая и экологичная альтернатива для использования в тяжелом транспорте, судоходстве и других конкретных отраслях, где использование газа имеет важное значение.
доктор Эмма Ловелл
Доступное производство энергии также играет решающую роль в этом процессе, поскольку прямое и эффективное использование солнечного света компенсирует потребление энергии и связанные с этим накладные расходы на реакцию. Это приводит к снижению затрат на производство синтетического топлива, делая его более экономически выгодным и доступным.
Наконец, разнообразные химические применения этих исследований выходят за рамки производства топлива. В настоящее время команда применяет полученные результаты для преобразования CO₂ с помощью видимого света в другие ценные химические вещества, что потенциально может оказать влияние на широкий спектр отраслей промышленности, от производства топлива до фармацевтики. Эта универсальность подчеркивает потенциал для более широких инноваций и решений, вытекающих из исследований в области устойчивой энергетики.
«Одним из наиболее многообещающих аспектов этого исследования является его потенциальное влияние на такие отрасли, как производство топлива, производство цемента, газификация биомассы и фармацевтика. Я бы сказал, что это более экологичная альтернатива топливу, замыкающая углеродный цикл», — проф. Скотт говорит.
«С точки зрения преобразования CO₂ в продукты с добавленной стоимостью, это представляет собой гораздо более чистую альтернативу, чем продукты, в производстве которых в настоящее время используются прекурсоры, полученные из ископаемого топлива.
«Заглядывая в будущее, мы уже предвидим новое будущее направление».
Этим направлением может быть расширение спектра продуктов на основе углерода, которые можно синтезировать из CO₂ с высокой селективностью, и, во-вторых, проектирование и создание более масштабных прототипов систем, способных продемонстрировать световой подход в промышленном масштабе.
«Самая большая проблема заключается в том, чтобы эффективно ввести свет в более крупномасштабную систему, чтобы полностью осветить частицы. Мы изучаем такие методы, как использование солнечного света для одновременного управления несколькими явлениями, например, солнечно-тепловое воздействие наряду со светом», — сказал профессор. Скотт добавляет.
«В настоящее время мы проводим эксперименты в лабораторных масштабах, стремясь перейти к масштабу демонстрации/прототипа примерно в течение года. После этого этапа наша цель — перейти к пилотному масштабу и, в конечном итоге, к коммерческому/промышленному масштабу».
Это исследование проводилось совместными усилиями Школы химической инженерии UNSW и Школы фотоэлектрической и возобновляемой энергетики , Университета Аделаиды и CSIRO.