تبدیل دی اکسید کربن به سوخت با کاتالیزوری جدید
شیوه تبدیل دی اکسیدکربن و کاتالیزور جدیدی که توسط دانشگاه استنفورد ابداع شده است قابلیت تحقق این رویا را دارد که دی‌اکسید کربن خروجی از خودروها به دام بیفتد و به سوخت یا ترکیباتی مفید تبدیل شود. این محققان در این مسیر موفق شدند گازهای اتان، پروپان و بوتان را تولید کنند.
پیشتر نیز مطالعات مشابهی صورت گرفته است اما در روش دانشگاه استنفورد بازده محصولات تولیدی چهار برابر روش‌های پیشین است. این تکنیک هنوز در مرحله آزمایشی است اما دانشمندان به آن امید زیادی دارند که مشتریان در آینده‌ای نزدیک بتوانند از محصولاتی که در طی تبدیل دی‌اکسید کربن تولید می‌شود استفاده کنند.
محققین در تلاش‌اند تا تولید محصولات مضری چون گاز سمی مونواکسید کربن را متوقف کنند. همچنین تولید مواد مفید دیگری به‌غیر از سوخت‌ها، همچون آلکن‌ها (در صنعت از اهمیت بالایی برخودارند و از مواد اولیه اصلی پلاستیک‌ها به‌شمار می‌آیند) را از دی‌اکسید کربن محقق کنند. شاید این روش نتواند تنها راه درمان تغییرات آب و هوایی ایجاد شده باشد، اما می‌تواند از میزان گرمای جهانی بکاهد.
روش جدید تک مرحله‌ای
در روش‌های موجود تبدیل دی‌اکسید کربن به سوخت، دو مرحله وجود دارد. در گام اول دی‌اکسید کربن به مونواکسید کربن کاهیده می‌شود و در مرحله بعد با هیدروژن ترکیب می‌شود تا سوخت‌های هیدروکربنی تولید شود. ساده‌ترین سوختی که تولید می‌شود متان است. اتان، پروپان و بوتان نیز می‌توانند ایجاد شوند. اتان علاوه بر اینکه به‌عنوان گاز طبیعی کاربرد دارد، در صنعت برای ساختن اتیلن و پلاستیک‌ها نیز به‌کار گرفته می‌شود. پروپان برای گرم کردن منازل و پخت و پز استفاده می‌شود. بوتان، سوخت معمول فندک‌ها و خوراک‌پزهای پیک‌نیکی است.
گروه دانشگاه استنفورد معتقد است تک‌مرحله‌ای شدن این واکنش‌ها کارایی آن را افزایش خواهد داد، اما برای این کار به کاتالیزوری نیاز است که بتواند هم‌زمان مولکول اکسیژن دی‌اکسید کربن را بگیرد و بعد آن را با هیدروژن ترکیب کند. گروه، نانوذره روتنیوم که با پوسته‌ای از اکسید آهن پوشش داده شده بود را به‌عنوان کاتالیزور انتخاب کردند. این ساختار از ابتدا تا انتها واکنش را به‌طور قابل ملاحظه‌ای بهبود می‌دهد.
برای ساخت این کاتالیزور گروه با آزمایشگاه شتاب دهنده ملی SLAC همکاری کرده است. ویژگی‌های کاتالیزور روتنیومی با پوسته اکسید آهن توسط دستگاه X-ray پیشرفته این آزمایشگاه بررسی و مطالعه شد.
تصور می‌شود دو ترکیب موجود در کاتالیزور موجب بهبود عملکرد واکنش می‌شوند. روتنیوم، هیدروژن را به‌لحاظ شیمیایی برای اتصال به کربن موجود در دی‌اکسید کربن آماده می‌کند، سپس هیدروژن بر روی پوسته آهنی ریخته می‌شود که دی‌اکسید کربن را فعال‌تر می‌کند.
بعد از بررسی این کاتالیزور معلوم شد که بازده تولید سوخت‌هایی همچون اتان، پروپان و بوتان نسبت به روش‌های قبلی بسیار بیشتر شده است. آن‌ها در تلاش‌اند تا استفاده از فلزات نجیب مانند روتنیوم را کاهش دهند و کاتالیزور را به‌نحوی بهینه کنند که بتوانند به‌صورت انتخابی فقط سوخت‌های خاص را تولید کنند.
