For at afbøde globale klimaændringer skal emissioner af den primære skyldige, kuldioxid, reduceres drastisk. En nyudviklet proces hjælper med at løse dette problem: CO2 er direkte delt elektrokemisk i kulstof og ilt.
Som et kinesisk forskerteam rapporterer i tidsskriftet Angewandte Chemie International Editionilt kunne også produceres på denne måde under vand eller i rummet – uden at kræve strenge forhold såsom tryk og temperatur.
Leafy planter er mestre i kunsten at kulstofneutralitet: Under fotosyntesen konverterer de co2 til ilt og glukose. Hydrogenatomer spiller en vigtig rolle som “mæglere.” Processen er imidlertid ikke særlig effektiv.
Derudover kommer det producerede ilt ikke fra CO2 men fra det absorberede vand. Ægte opdeling af CO2 finder ikke sted i planter og er heller ikke opnået ved moderate temperaturer på tekniske måder indtil videre.
Ping He, Haoshen Zhou og deres team ved Nanjing University, i samarbejde med en forsker fra Fudan University (Shanghai) har nu nået deres mål om direkte at splitte co2 til elementært kulstof og ilt. I stedet for brint er “mægleren” i deres metode lithium.
Holdet udviklede en elektrokemisk enhed bestående af en gaskatode med en nanoskala -kokatalysator lavet af ruthenium og kobolt (RUCO) samt en metallisk lithiumanode. Co2 føres ind i katoden og gennemgår en totrins elektrokemisk reduktion med lithium. Oprindeligt lithiumcarbonat Li2Co3 er dannet, som reagerer yderligere for at producere lithiumoxid Li2O og elementært kulstof.
I en elektrokatalytisk oxidationsproces, LI2O konverteres derefter til lithiumioner og iltgas o2. Brug af en optimeret Ruco -katalysator giver mulighed for et meget højt udbytte af O2mere end 98,6%, hvilket væsentligt overstiger effektiviteten af naturlig fotosyntese.
Såvel som ren co2vellykkede tests blev også udført med blandede gasser indeholdende forskellige fraktioner af CO2inklusive simuleret røggas, en co2/O2 Blanding og simuleret Mars Gas. Atmosfæren på Mars består primært af CO2skønt presset er mindre end 1% af presset fra Jordens atmosfære. Den simulerede Mars -atmosfære indeholdt således en blanding af argon og 1% co2.
Hvis den krævede strøm kommer fra vedvarende energi, baner denne metode vejen mod kulstofneutralitet. På samme tid er det en praktisk, kontrollerbar metode til produktion af O2 fra co2 Med bredt anvendelsespotentiale – fra udforskningen af Mars og Oxygen Supply til rumdragter til undervandsstøtte, vejrtrækningsmasker, indendørs luftoprensning og industrielt affaldsbehandling.