Brez dvoma so podnebne spremembe zelo resen (in vse slabši) problem. Po nedavnem poročilu Medvladnega odbora za podnebne spremembe (IPCC) bi se težava še naprej poslabšala, čeprav bi vse industrializirane države sveta čez noč postale ogljično nevtralne. Skratka, ni dovolj, da bi prenehali črpati megatone CO2 v ozračje; začeti moramo tudi odstraniti tisto, kar smo že postavili tja.
Tu se začne uporabljati tehnika, imenovana zajem ogljika (ali odstranjevanje ogljika). Mednarodna skupina raziskovalcev z univerze v Waterlooju v Ontariu je z naravo iz narave ustvarila "umetni list", ki posnema sposobnosti čiščenja z ogljikom resnične stvari. Toda ne da bi obračali atmosferski CO2 v sam vir goriva ga list pretvori v uporabno alternativno gorivo.
Raziskave skupine so bile opisane v prispevku, ki se je nedavno pojavil v reviji Energija narave. Skupino je vodil Yimin A. Wu, raziskovalec Centra za materiale za nanosence v Nacionalnem laboratoriju Argonne (ANL) v Illinoisu in profesor inženiringa z Inštituta za nanotehnologijo (Waterloo Institute) za nanotehnologijo (WIN). Pridružili so se mu raziskovalci obeh institucij, pa tudi Kalifornijska univerza (Northridge) in mestna univerza v Hong Kongu.
V naravi zelene rastline pretvorijo atmosferski CO2 voda pa v proces fotosinteze v glukozo in kisik. To je mogoče zaradi pigmenta klorofila, ki absorbira svetlobo Sonca v več valovnih dolžinah (vijolično-modra in oranžno-rdeča), da napaja kemične reakcije. Nato rastline uporabljajo glukozo kot vir goriva, medtem ko se plin kisika sprošča.
Kot je pojasnil Wu, sta s svojo ekipo uporabila isto idejo za oblikovanje svojega umetnega lista, ki se opira na zelo podoben postopek, vendar proizvaja različne končne izdelke. "Imenujemo ga umetni list, ker posnema prave liste in proces fotosinteze," je dejal. „Na listih nastaja glukoza in kisik. Proizvajamo metanol in kisik. "
Ključ pri postopku (pri katerem Wu in njegovi sodelavci delajo od leta 2015) je bakrov oksid, poceni rdeči prah, ki je kemijsko zasnovan, da ima čim več osemstranskih delcev. Ta prah nastane s kemijsko reakcijo, ko se v vodo, segreto na določeno temperaturo, dodajo glukoza, bakreni acetat, natrijev hidroksid in natrijev dodecil sulfat.
Ta prah se nato doda vodi, kjer služi kot katalizator, ko se vbrizga ogljikov dioksid, sončni simulator pa v raztopino sveti snop bele svetlobe. Zaradi kemijske reakcije nastaja kisik (s pomočjo fotosinteze), medtem ko CO2, voda in raztopina praška se pretvorijo v metanol. Ker ima metanol nižje vrelišče kot voda, raztopino segrevamo in metanol zbiramo, ko izhlapi.
Ta postopek odraža podobne raziskave, ki so jih opravili na univerzi v Cambridgeu v Veliki Britaniji, kjer so raziskovalci razvili napravo, ki uporablja fotosintezo, ki jo proizvajajo sončna svetloba in kobaltni svetlobni absorbtorji, za pretvorbo vode in CO2 plina v singe. Ta snov je narejena iz mešanice vodika in ogljikovega monoksida in se uporablja pri proizvodnji alternativnih goriv, zdravil, plastike in gnojil.
Podobno je s konceptom "umetnega drevesa", ki ga je razvil Klaus Lackner, direktor Lenfest centra za trajnostno energijo na univerzi Columbia. Pred leti je Lackner predlagal metodo, pri kateri bi lahko "drevesa" s plastičnimi listi, prevlečenimi s smolo, odstranili kar 100-krat več kot CO2 iz zraka kot naravna drevesa. Ko se listi namočijo čim več ogljikovega dioksida, jih damo v vodo za ustvarjanje biogoriv.
Takšen postopek je vznemirljiv iz dveh razlogov. Najprej bo odstranjevanje ogljikovega dioksida (glavni dejavnik globalnega segrevanja) iz ozračja pomagalo upočasniti podnebne spremembe. Drugič, alternativna goriva bodo ljudem omogočila, da se še naprej zanašajo na neelektrične avtomobile, s čimer bomo imeli več časa za prehod na življenje brez ogljika. Ali kot je Wu povedal za Space Magazine po e-pošti:
"Ta tehnologija naj bi zmanjšala CO2 emisij naftnih podjetij, avtomobilskih podjetij in jeklarskih podjetij. Zagotavlja lahko tudi čista in trajnostna goriva, metanol, za vozila in letala. Metanol je tudi surovina v kemični industriji za proizvodnjo plastike in vlaken. To zagotavlja rešitev za zmanjšanje emisij CO2 in proizvodnjo trajnostnih goriv za zeleno gospodarstvo. "
V prihodnosti bodo sprejeti dodatni koraki za povečanje donosa metanola in trženje patentiranega postopka, tako da se lahko uporablja v industrijske namene. "Zelo sem navdušen nad potencialom tega odkritja, da spremeni igro," je dodal Wu. „Podnebne spremembe so nujna težava in lahko pomagamo zmanjšati CO2 emisij, hkrati pa ustvarja tudi alternativno gorivo. "
