Прорыв органической химии: CO2 и воду научились превращать в этанол

Американские химики обнаружили вещество, превращающее углекислый газ и воду в этанол.

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, работающие с Университетом Северного Иллинойса, обнаружили новый катализатор, который может преобразовывать углекислый газ и воду в этанол с "очень высокой энергоэффективностью, высокой селективностью для желаемого конечного продукта и низкой стоимостью".

Новый катализатор изготовлен из атомарно диспергированной меди на основе из углеродного порошка и действует как электрокатализатор, находясь в электрическом поле низкого напряжения, когда вода и диоксид углерода проходят через него. Реакция разрушает эти молекулы, а затем выборочно перестраивает их в этанол с электрокаталитической селективностью, (или "фарадеевской эффективностью") свыше 90%. Команда утверждает, что это "намного выше, чем любой другой зарегистрированный процесс такого рода".

После создания этанола его можно использовать в качестве добавки к топливу или в качестве промежуточного продукта в химической, фармацевтической и косметической промышленности. Использование его в качестве топлива было бы примером "круговой углеродной экономики", в которой CO2, уловленный из атмосферы, эффективно возвращается обратно по мере сжигания.

Если в процессе используется возобновляемая энергия, тогда ситуация еще лучше; все, что будет утеряно в процессе — это пресная вода. Само по себе это обстоятельство является проблемой, но ее можно решить. Но на практике намного лучше управлять электромобилем, чем автомобилем, работающим на бензине и использующим этот этанол в качестве добавки. Хотя его эффективность по Фарадею может быть превосходной, общая электрическая эффективность не будет такой же; передача того же количества энергии в батарею даст больше энергии для вращения колес, потому что двигатели внутреннего сгорания ужасно неэффективны по сравнению с электрическими силовыми агрегатами. На этой стадии катализа также будут наблюдаться дополнительные (и существенные) потери мощности на этапах промышленного улавливания и транспортировки углерода.

На данном этапе также невозможно предсказать, каковы могут быть затраты. Уже существует ряд синтетических видов топлива, использующих каталитически улавливаемый диоксид углерода; например Carbon Engineering — одна из фирм, которая извлекает CO2 из воздуха для создания синтетической нефти, которая может быть переработана, например, в авиационное топливо высокой чистоты.

Такое синтетическое топливо должно конкурировать с обычным ископаемым бензином по цене. Не зная, как этанол, улавливающий углерод, конкурирует с биоэтанолом и другими видами топлива, сейчас очень трудно сказать, будет ли у проекта коммерческий успех и станет ли он тем фактором, который существенно изменит топливную индустрию.