Νέες δημοσιεύσεις
Καινοτομία της νανοτεχνολογίας: είναι πλέον δυνατή η παραγωγή αλκοόλης από τον αέρα
Τελευταία επισκόπηση: 02.07.2025
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Οι εργαζόμενοι του Αμερικανικού Ινστιτούτου Φυσικής εφηύραν τις τελευταίες «νανοβελόνες» γραφενίου και χαλκού που μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα σε σωματίδια αιθυλικής αλκοόλης χρησιμοποιώντας το ενεργειακό δυναμικό του ηλεκτρικού ρεύματος. Τέτοια δεδομένα περιγράφονται στο περιοδικό Chemistry Select.
«Η ανακάλυψή μας ανακαλύφθηκε, θα μπορούσε κανείς να πει, τυχαία. Στην αρχή του ταξιδιού μας, θέσαμε τον εαυτό μας σε παρόμοιο έργο, αλλά σχεδιάσαμε να αφιερώσουμε πολύ περισσότερη προσπάθεια και χρόνο στην εφαρμογή του. Αποδείχθηκε ότι ο μετασχηματισμός συμβαίνει σχεδόν ανεξάρτητα, χωρίς την ενεργό συμμετοχή μας» - αυτή είναι η δήλωση ενός από τους συμμετέχοντες στο πείραμα, ενός υπαλλήλου του εθνικού εργαστηρίου στο Όουκ Ριτζ (Τενεσί).
Αξίζει να σημειωθεί ότι την τελευταία δεκαετία, οι επιστήμονες έχουν επανειλημμένα επιχειρήσει να μετατρέψουν τα ατμοσφαιρικά συστατικά σε καύσιμα και άλλες ουσίες. Για παράδειγμα, φέτος, στα μέσα του καλοκαιριού, οι φυσικοί του Σικάγο εφηύραν μια συγκεκριμένη ηλιακή νανομπαταρία που χρησιμοποιεί ένα ρεύμα φωτεινής ενέργειας για τη μοριακή αποσύνθεση του διοξειδίου του άνθρακα. Αυτό κατέστησε δυνατή την παραγωγή υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα για την τελική παραγωγή μεθανίου, αιθυλικής αλκοόλης και άλλων τύπων βιοκαυσίμων.
Οι ειδικοί εργάζονται πάνω σε αυτές τις διαδικασίες εδώ και πολύ καιρό, προσπαθώντας να εντοπίσουν τις βέλτιστες μεθόδους αποσύνθεσης του διοξειδίου του άνθρακα, με ένα ελάχιστο σύνολο βοηθητικών προϊόντων μετασχηματισμού (συχνά άχρηστα ή ακόμα και ειλικρινά περιττά).
Οι νανοτεχνολόγοι επέλεξαν τον χαλκό ως την κύρια ουσία που διευκολύνει τη διαδικασία, καθώς οι ιδιότητές του ταιριάζουν απόλυτα στην αντίδραση αναγωγής του διοξειδίου του άνθρακα.
Το πρόβλημα ήταν ότι ο χαλκός, ως αποτέλεσμα του μετασχηματισμού, συνέβαλε στον σχηματισμό όχι ενός συστατικού, αλλά πολλών, γεγονός που αποτέλεσε σοβαρό εμπόδιο για την εφαρμογή αυτής της ανακάλυψης στη βιομηχανία.
Κι όμως, το πρόβλημα λύθηκε με την πρόσθετη χρήση ενός άλλου εξαιρετικά ισχυρού και εξαιρετικά ενεργοβόρου επαναστατικού υλικού - του γραφενίου.
Έχοντας δώσει στο φύλλο γραφενίου ένα μοναδικό σχήμα, οι τεχνολόγοι εφάρμοσαν εν μέρει νανοσωματίδια χαλκού σε αυτό. Αυτό κατέστησε δυνατό να διασφαλιστεί ότι τα μόρια διοξειδίου του άνθρακα αποσυντέθηκαν μόνο σε ορισμένες περιοχές, δηλαδή στις άκρες των «νανοβελόνων».
Κατά τη διάρκεια του πειράματος, οι ερευνητές κατάφεραν να αποκτήσουν τον έλεγχο της διαδικασίας και να προκαλέσουν τη μετατροπή του 60% του διοξειδίου του άνθρακα σε αιθανόλη.
Μέχρι στιγμής, πολλές λεπτομέρειες αυτής της νανοαντίδρασης παραμένουν άλυτες. Ωστόσο, η τεχνολογία βρίσκεται ήδη κοντά στο να χρησιμοποιηθεί για βιομηχανική παραγωγή αλκοόλης. Επιπλέον, η νέα παραγωγή θα είναι πιο κερδοφόρα: με σχετικά χαμηλό κόστος καταλυτικών ουσιών, είναι δυνατή η απόκτηση σχεδόν οποιασδήποτε ποσότητας του τελικού προϊόντος - αιθυλικής αλκοόλης.
Σύμφωνα με τις υποθέσεις των ειδικών, τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη συσσώρευση πρόσθετης ενέργειας, η οποία θα μπορούσε να συγκεντρωθεί σε ηλιακές μπαταρίες ή άλλες συσκευές αποθήκευσης. Η ενέργεια που λαμβάνεται μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί ως βιολογικό καύσιμο για διάφορες οικιακές και βιομηχανικές ανάγκες.
[