Diamantmi proti klimatickým zmenám

Zdroj: Emisie Co2/Shutterstock

Európsky tím výskumníkov sa pokúša vytvoriť zariadenie z umelých diamantov, ktoré dokáže odstrániť oxid uhličitý (CO2) zo vzduchu a premeniť ho na cenné chemické látky vrátane pohonných hmôt.

Technológia na zachytávanie a využívanie uhlíka (CCU) by mohla znížiť emisie elektrární a priemyselných objektov a premeniť ich na uhľovodíky alebo metanol, ktoré môžu byť použité ako palivo pre zelené autá či ako prísady do iných chemických látok.

Nízkouhlíkové technológie budú pri dosahovaní klimatických cieľov z Paríža kľúčové. Zatiaľ čo zariadenia na zachytávanie a uskladnenie uhlíka (CCS) komerčne fungujú iba v niekoľkých krajinách sveta vrátane USA, Kanady a Nórska, CCU sa zdá byť potenciálnou alternatívou.

„Dlhodobým cieľom je premeniť CO2 v atmosfére alebo výfukové plyny na niečo užitočné,“ povedala vedúca projektu, profesorka Anke Krueger z Univerzity vo Würzburgu pre Horizon magazín.

Projekt DIAC je výskumný projekt financovaný z rámcového programu EÚ pre výskum a inovácie Horizont 2020.

Ako to funguje?

Výskumníci zo 4 členských krajín EÚ používajú ultratenké vrstvy syntetických nanodiamantov vyrábaných v laboratóriách, ktoré sú za normálnych okolností nevodivé. Namočením do brómu ich však projektový tím mení na polovodiče, ktoré následne umiestnia do špeciálneho roztoku.

Na diamanty ďalej svietia svetlom so špecifickou  vlnovou dĺžkou, ktoré emituje elektróny. Tie „cestujú“ cez povrch diamantu do roztoku a reagujú s oxidom uhličitým, ktorý sa transformuje na inú látku.

Vedci proces opisujú ako určitý druh fotosyntézy, pretože napodobuje spôsob, ktorým rastliny premieňajú svetelnú energiu zo slnka.

Premena CO2 na využiteľné látky však nie je podľa profesorky Krueger taká jednoduchá. „V laboratóriu to za normálnych okolností  znamená využívanie pomerne drahých a nie tak ľahko dostupných technológií. Potrebujete veľa energie, drahé a vzácne katalyzátory a agresívne rozpúšťadlá, alebo také, ktoré sú menej šetrné k životnému prostrediu,“ vysvetlila.

V budúcnosti by sa chcel tím výskumníkov priblížiť skôr pôvodnému „prírodnému modelu,“ využívať slnečné svetlo a materiály, ktoré nie sú škodlivé pre životné prostredie.

Úlohou partnerov z Fraunhoferovho inštitútu v nemeckom Freiburgu, z CEA Saclay vo Francúzsku, spoločnosti loLiTec, Univerzity v Oxforde a Univerzity vo švédskej Uppsale je vypracovať najlepšie riešenia, ideálne vlastnosti diamantu a optimálne hladiny CO2.

Doposiaľ sa vedcom podarilo aktivovať schopnosť diamantov premeniť CO2 na palivo prostredníctvom ultrafialového svetla. Pracujú však na technológií, ktorá by využívala viditeľné svetlo ako napríklad to slnečné.

Profesorka Krueger odhaduje, že prvý prototyp by mohol uzrieť svetlo sveta už do troch rokov. Bude však podľa nej trvať ešte ďalších 10-20 rokov, kým bude technológia využiteľná na komerčnej báze.