Napfényből, szén-dioxidból, biohulladékból is előállíthatóak a textil- és gyógyszeripar értékes vegyszerei

A vegyipar évszázadok óta támaszkodik jelentős energiaigényű folyamatokra, amelyek gyakran fosszilis tüzelőanyagok súlyos tonnáit emésztik fel. Egy tudományos áttörés most rámutat, hogy a napfény ereje nemcsak áramtermelésre, hanem közvetlen molekuláris átalakításokra is alkalmas. A Nottinghami Egyetem kutatói olyan technológiát alkottak, amely egyetlen foton energiáját használja fel, hogy párhuzamosan redukálja a légköri szén-dioxidot és oxidálja a szerves hulladékot, miközben mindkét folyamat végén értékes ipari alapanyagok keletkeznek.

Egyetlen fényrészecske kell a gyógyszeripar alapanyagához

A fejlesztés alapja egy fotoelektrokémiai reaktor, amely két különálló, de összekapcsolt kamrából áll. A rendszer szívében egy nanostrukturált fotoanód található, amelyet szén-nitrid és volfrám-oxid félvezetőkből építettek, majd kobalt-oxid réteggel vontak be. Amikor a napfény eléri az egyik kamrát, a fotonok reakciót indítanak el: a felszabaduló elektronok a második kamrába vándorolnak, ahol formiáttá alakítják a szén-dioxidot.

Ez az anyag pedig a textil-, a festék- és a gyógyszeripar egyik alapvető vegyülete.

A tudósok megfigyelték továbbá, hogy az első kamrában maradó „elektronlyukak” oxidálják a biomasszából származó biohulladékot, és ezzel fenntartható, bioalapú műanyagok előállításához szükséges építőelemeket hoznak létre.

Cél a nettó zéró kibocsátás

A technológia hatékonysága elképesztő: a szén-dioxid átalakítása 93, míg a biomassza oxidációja 95 százalékos hatásfokkal zajlott le a kísérletek során. Ez azt jelenti, hogy a rendszer szinte teljes mértékben hasznosítja a befogott energiát. További előny, hogy a kutatók nem drága vagy ritka fémeket, hanem a Földön bőségesen előforduló elemeket használtak a katalizátorokhoz.

A módszer hosszú távon ipari méretekre is kiterjeszthető, ami decentralizált, alacsony szén-dioxid-kibocsátású vegyszergyártást tehet lehetővé – állítja az egyetem közleménye.

Gábor János, NEW technology