De fleste metoder for å bekjempe klimaendringer handler om å redusere klimagassutslipp: oppfinne renere kraftverk, prosjektere grønnere biler. Deretter er det forskerleiren som fokuserer på å trekke gasser fra atmosfæren når de allerede har blitt sluppet.
Såkalt "karbondioksidfangst" har vært kontroversiell, ofte avvist som upraktisk eller utilstrekkelig. Likevel ettersom global innsats for å redusere utslipp har vist seg å være vanskelig og noen ganger skuffende, virker tilnærmingen stadig mer forlokkende.
En ny oppfinnelse, fra forskere ved University of California, Berkeley, tilbyr en ny ta på karbonfangst. Forskerne har laget et nanomateriale som ødelegger karbondioksid ved å dele det opp i oksygen og karbonmonoksid.
Forskere har lenge prøvd å bli kvitt karbondioksid ved å dele opp molekylet. Disse splittforsøkene kan være energikrevende, noe som beseirer miljøformålet. Så forskere har brukt forskjellige katalysatorer for å fremskynde reaksjonen, noe som reduserer mengden strøm som trengs for å splitte molekylene. Mange forskere har fokusert på porfyriner, ringformede organiske molekyler, for å få disse reaksjonene til å skje. Selv om porfyriner kan ha forskjellige atomer i sentrene, er de som brukes til dette formålet koboltporfyriner, som er spesielt katalytisk aktive. Når disse porfyriner tilsettes til en løsning med to elektroder, en elektrolytt og noe oppløst karbondioksyd, tiltrekkes porfyrinene til elektrolytten. Dette fører til at elektronene beveger seg til karbondioksid, og deler dem opp i karbonmonoksid og oksygen. Men denne tilnærmingen har ikke vært perfekt. Porfyrinene klumper seg sammen og mister effektiviteten over tid, og løsningene som brukes for å få prosessen til å skje er miljømessig tvilsomme.
Berkeley-forskerne ser ut til å ha funnet en ny måte å håndtere dette ved å lage et porøst nanomateriale som kobler porfyriner sammen til et nettlignende stoff. Dette kalles et kovalent organisk rammeverk (COF). Karbondioksidet perkolerer gjennom COF, og deler seg opp i karbonmonoksid og oksygen med svært lite tilsatt energi. Det fungerer omtrent 60 ganger mer effektivt enn å splitte karbondioksid ved å bruke fritt flytende porfyriner. Forskningen ble rapportert i tidsskriftet Science .
Et forstørret bilde av COF (Science) Så hva kan gjøres med oksygen og karbonmonoksid som er skapt av prosessen?
"Karbonmonoksid er viktig fordi det er et av råstoffene i den kjemiske industrien, som lager brensel basert på karbonmonoksid, " sier Christian Diercks, en av hovedforskerne i studien. "Ideen er i utgangspunktet å bruke karbondioksid, som er bortkastet, og gjøre det til drivstoff."
I fremtiden kan fabrikker bruke ark av disse nanomaterialene rundt karbondioksidproduserende områder, for eksempel røykpakker, og gjøre det direkte til karbonmonoksid for drivstoff. Men dette er en lang vei nedover veien.
"Hvis du virkelig vil at noe som reduksjon av karbondioksid skal skje i stor skala, tror jeg at du alltid trenger insentiver fra myndighetene, " sier Diercks, "fordi det alltid tar industrien lang tid å hente nye ideer som dette."
Så langt har laboratoriet bare laget materialet i små mengder, 30 mg om gangen. Det tar flere dager å produsere, slik at prosessen må effektiviseres for å kunne implementeres på et industrielt nivå. Forskernes neste trinn er å se på måter å omdanne karbonmonoksidet til drivstoff mer effektivt.
