Επανάσταση: ηλιακή συσκευή μετατρέπει απευθείας CO2 από τον αέρα σε καύσιμο!

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ ανέπτυξαν αντιδραστήρα που χρησιμοποιώντας το φως του ήλιο ως πηγή ενέργειας, μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα που αντλεί απευθείας από τον αέρα σε βιώσιμο καύσιμο.

Σύμφωνε με τους ερευνητές ο αντιδραστήρας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή καυσίμων που θα τροφοδοτούν αυτοκίνητα και αεροπλάνα αλλά και για την παραγωγή πολλών χημικών και φαρμακευτικών προϊόντων. Επιπλέον, θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την παραγωγή καυσίμων σε απομακρυσμένες ή εκτός δικτύου τοποθεσίες.

Σε αντίθεση με τις περισσότερες τεχνολογίες δέσμευσης άνθρακα, ο αντιδραστήρας που ανέπτυξαν οι ερευνητές του Κέιμπριτζ δεν απαιτεί ενέργεια από ορυκτά καύσιμα, ούτε μεταφορά και αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα, αλλά αντίθετα μετατρέπει το ατμοσφαιρικό CO2 σε κάτι χρήσιμο αξιοποιώντας το φως του ήλιου. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Energy.

Η δέσμευση και αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα (CCS) βρίσκεται στο επίκεντρο ως πιθανή λύση για την αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης. Ωστόσο, η CCS είναι ενεργοβόρα και υπάρχουν ανησυχίες σχετικά με τη μακροπρόθεσμη ασφάλεια της αποθήκευσης CO2 υπό πίεση βαθιά στο υπέδαφος, αν και επί του παρόντος διεξάγονται μελέτες ασφαλείας.

«Εκτός από το κόστος και την ένταση της ενέργειας, η CCS παρέχει μια δικαιολογία για να συνεχίσουμε να καίμε ορυκτά καύσιμα, τα οποία είναι αυτά που προκάλεσαν την κλιματική κρίση εξ αρχής», δήλωσε ο καθηγητής Erwin Reisner, επικεφαλής της έρευνας, όπως αναφέρεται σε σχετική ανακοίνωση. «Η CCS είναι επίσης μια μη κυκλική διαδικασία, αφού το υπό πίεση CO2 αποθηκεύεται, στην καλύτερη περίπτωση, στο υπέδαφος επ’ αόριστον, όπου δεν είναι χρήσιμο σε κανέναν» πρόσθεσε.

«Τι θα γινόταν αν αντί να αντλήσουμε το διοξείδιο του άνθρακα υπόγεια, φτιάχναμε κάτι χρήσιμο από αυτό;» διερωτήθηκε ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας καθηγητής Sayan Kar.

Η ερευνητική ομάδα του Reisner επικεντρώνεται στην ανάπτυξη συσκευών που μετατρέπουν τα απόβλητα, το νερό και τον αέρα σε πρακτικά καύσιμα και χημικές ουσίες. Έμπνευση για τις συσκευές αυτές αποτελεί η διαδικασία της φωτοσύνθεσης με την οποία τα φυτά μετατρέπουν το φως του ήλιου σε τροφή. Οι συσκευές δεν χρησιμοποιούν καμία εξωτερική ενέργεια: ούτε καλώδια, ούτε μπαταρίες, ενώ το μόνο που χρειάζονται είναι η δύναμη του ήλιου.

Το νεότερο σύστημα της ομάδας λαμβάνει CO2 απευθείας από τον αέρα και το μετατρέπει σε syngas (αέριο σύνθεσης): ένα βασικό ενδιάμεσο προϊόν για την παραγωγή πολλών χημικών και φαρμακευτικών προϊόντων. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η προσέγγισή τους, η οποία δεν απαιτεί καμία μεταφορά ή αποθήκευση, είναι πολύ πιο εύκολο να επεκταθεί σε σχέση με τις προηγούμενες ηλιακές συσκευές.

Η συσκευή, ένας αντιδραστήρας ροής που λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια, χρησιμοποιεί ειδικά φίλτρα για να απορροφά CO2 από τον αέρα τη νύχτα, όπως το σφουγγάρι απορροφά το νερό. Όταν βγαίνει ο ήλιος, το ηλιακό φως θερμαίνει το συλληφθέν CO2, απορροφώντας υπέρυθρη ακτινοβολία και μια σκόνη ημιαγωγού απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία για να ξεκινήσει μια χημική αντίδραση που μετατρέπει το συλληφθέν CO2 σε ηλιακό syngas. Ένας καθρέφτης στον αντιδραστήρα συγκεντρώνει το ηλιακό φως, καθιστώντας τη διαδικασία πιο αποτελεσματική.

Προς το παρόν, οι ερευνητές εργάζονται για τη μετατροπή του ηλιακού syngas σε υγρά καύσιμα, τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία αυτοκινήτων, αεροπλάνων και άλλων – χωρίς την προσθήκη περισσότερου CO2 στην ατμόσφαιρα.

«Αντί να συνεχίσουμε να σκάβουμε και να καίμε ορυκτά καύσιμα για να παράγουμε τα προϊόντα στα οποία έχουμε συνηθίσει να βασιζόμαστε, μπορούμε να πάρουμε όλο το CO2 που χρειαζόμαστε απευθείας από τον αέρα και να το επαναχρησιμοποιήσουμε», δήλωσε ο Reisner. «Μπορούμε να οικοδομήσουμε μια κυκλική, βιώσιμη οικονομία – αν έχουμε την πολιτική βούληση να το κάνουμε».

Η τεχνολογία εμπορευματοποιείται με την υποστήριξη του Cambridge Enterprise, του βραχίονα εμπορικής αξιοποίησης του Πανεπιστημίου. Η έρευνα υποστηρίχθηκε εν μέρει από την Έρευνα και Καινοτομία του Ηνωμένου Βασιλείου (UKRI), το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας, τη Βασιλική Ακαδημία Μηχανικής και το Cambridge Trust. Ο Erwin Reisner είναι μέλος του St John’s College του Cambridge.