При производстве химической продукции, сегодня, используются ископаемые виды топлива. Это неизбежно приводит к выбросам углекислого газа в атмосферу, и как следствие, загрязнению атмосферы и изменению климата.
Новая технология предлагает использовать солнечный свет для преобразования отработанного углекислого газа в необходимые продукты химической промышленности, потенциально снижая вредные выбросы. Это достигается за счет использования углекислого газа в качестве сырья и солнечного света, а не ископаемого топлива, в качестве источника энергии.
Переработка углекислого газа при помощи солнечной энергии
Этот процесс становится все более осуществимым благодаря достижениям в области разработки фотокатализаторов, активируемых солнечным светом.
В последние годы велись активные работы в области разработки специальных фотокатализаторов, которые разрывают прочную двойную связь между углеродом и кислородом в диоксиде углерода. Это важный шаг в создании «солнечных» нефтеперерабатывающих заводов, которые производят полезные соединения из отработанного газа, включая «платформенные» молекулы, которые могут служить сырьем для синтеза таких разнообразных продуктов, как лекарства, моющие средства, удобрения и текстиль.
Фотокатализаторы обычно представляют собой полупроводники, которым требуется ультрафиолетовый свет высокой энергии для генерации электронов, участвующих в преобразовании диоксида углерода. Тем не менее, ультрафиолетовый свет и недостаточен (составляет всего 5 процентов солнечного света), и вреден. Поэтому, основной целью была разработка новых катализаторов, которые работают при более обильном и благоприятном видимом свете, что достигается путем тщательной разработки состава, структуры и морфологии существующих катализаторов, таких как диоксид титана. Хотя он эффективно преобразует углекислый газ в другие молекулы исключительно в ответ на ультрафиолетовый свет, легирование его азотом значительно снижает кол-во затрачиваемой энергии. Измененному катализатору теперь нужен только видимый свет, чтобы получить широко используемые химические вещества, такие как метанол, формальдегид и муравьиная кислота, которые в совокупности важны для производства клеев, пен, фанеры, мебели, полов и дезинфицирующих средств.
В настоящее время химические исследования солнечной энергии проводятся в основном в академических лабораториях, в том числе в Объединенном центре искусственного фотосинтеза, управляемом Калифорнийским технологическим институтом в партнерстве с Национальной лабораторией Лоуренса Беркли. Расположенном в Нидерландах Sunrise consortium, а также отделом гетерогенных реакций в Институте химического преобразования энергии Макса Планка в Мюльхайме, Германия.
Некоторые стартапы работают над другим подходом к превращению углекислого газа в полезные вещества, а именно - с применением электричества для запуска химических реакций. Очевидно, что использование электричества для порождения реакций было бы менее экологически чистым, чем использование солнечного света, если бы электричество было получено от сжигания ископаемого топлива, но использование фотоэлектрических элементов могло бы помочь преодолеть этот недостаток.
Заключение
Достижения в области преобразования углекислого газа в химические вещества под воздействием солнечного света, несомненно, будут активно использоваться в промышленности и получат дальнейшее бизнес-развитие. Тем самым, химическая промышленность - путем преобразования отходов углекислого газа в ценные продукты - сделает качественный скачок к безотходной экономики замкнутого цикла, а также поможет существенно снизить выбросы углекислого газа в атмосферу земли.
Источник
Комментарии
Отправить комментарий