Ilmuwan China telah menciptakan katalis baru berdasarkan nanopartikel besi, yang mampu "selamanya" mengubah karbon dioksida dan hidrogen biasa menjadi campuran hidrokarbon, mirip dengan bensin, menurut sebuah artikel yang diterbitkan di jurnal Nature Communications.
“Selama 200 tahun terakhir, batu bara, minyak dan gas telah menjadi mesin utama peradaban kita, basis pembangunan ekonomi dan sosialnya. Pembakaran bahan bakar telah menyebabkan pelepasan sejumlah besar CO2 ke atmosfer, yang saat ini menyebabkan perubahan iklim negatif. Mengubah CO2 menjadi bahan bakar dan bahan kimia tidak hanya akan membantu kita melawan pemanasan, tetapi juga memecahkan masalah penipisan sumber daya,”kata Jian Sun dari Institut Fisika Kimia di Dalian, China dan rekan-rekannya.
Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan secara aktif mencoba menemukan cara untuk mengubah CO2 di atmosfer menjadi biofuel dan zat bermanfaat lainnya. Misalnya, Juli lalu, fisikawan di Chicago merancang sel surya yang menggunakan energi cahaya untuk memecah CO2 dan menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen, dan pada Oktober, rekan mereka di Laboratorium Nasional Oak Ridge menciptakan katalis yang mengubah karbon dioksida menjadi alkohol biasa.
Pada prinsipnya, keduanya sudah dapat digunakan untuk penyimpanan energi, tetapi katalis ini memiliki dua kelemahan utama. Mereka cepat rusak dan membutuhkan pembersihan setelah beberapa puluh jam operasi, dan juga melepaskan banyak produk sampingan.
Sun dan timnya memecahkan kedua masalah ini - katalis mereka mengubah hampir semua karbon dioksida menjadi hidrokarbon yang membentuk dasar bensin dan bahan bakar oktan tinggi lainnya, saat beroperasi setidaknya 1000 jam (satu setengah bulan) dalam kondisi industri "normal".
Ini terdiri dari dua komponen - nanopartikel dari senyawa oksida besi dan natrium, serta yang disebut zeolit. Zeolit adalah nanopartikel berongga dari aluminium silikat, yang banyak digunakan saat ini untuk pemurnian air dan untuk "pengemasan" berbagai katalis, masuknya molekul ke dalam zeolit secara nyata mengubah sifat mereka dan sering membuatnya berperilaku jauh lebih aktif daripada dalam bentuk bebas.
Sebagai catatan para ilmuwan, setiap komponen memainkan peran yang berbeda dalam kasus ini - nanopartikel besi "memecah" molekul karbon dioksida dan memaksanya untuk bergabung dengan atom hidrogen, dan zeolit dan tambalannya berkontribusi pada penyatuan "produk setengah jadi" seperti itu ke dalam rantai panjang hidrokarbon.
Kombinasi dari komponen-komponen ini, menurut ahli kimia Cina, memungkinkan untuk mencapai "keabadian" yang sebenarnya dari katalis semacam itu. Efektivitasnya, sebagaimana dicatat oleh para ilmuwan, menurun hanya 6% dalam 300 jam pertama operasi dan kemudian tidak berubah, yang menunjukkan bahwa ia stabil dan akan tetap dalam bentuk ini lebih lama dari 1000 jam. Selain itu, 96% karbon dioksida diubah menjadi analog bensin, dan hanya 4% CO2 yang diubah menjadi metana.
Video promosi:
Selain itu, “buket” hidrokarbon dapat diubah secara fleksibel dengan meningkatkan atau menurunkan proporsi hidrogen dan CO2 dalam campuran dan dengan memvariasikan jenis zeolit yang digunakan sebagai “pengepakan” untuk nanopartikel besi. Dengan menggunakan panel surya sebagai sumber energi untuk memanaskan campuran gas ini dan memompanya melalui katalis, dimungkinkan untuk menyimpan energi matahari secara efisien dan cukup murah dalam bentuk bahan bakar umum untuk semua orang, tanpa menyebabkan kerusakan pada lingkungan, simpul Sun dan rekan-rekannya.
