Výroba etanolu z vody a oxidu uhelnatého
Vědci ze Stanfordské univerzity našli efektivní způsob, jak pomocí elektrického proudu vyrábět kapalný etanol z oxidu uhelnatého, pouze za přítomnosti vody, bez nutnosti přísunu jakékoliv biomasy na vstupu. Klíčem je působení speciálního katalyzátoru na bázi mědi.
Není to však měď nijak obyčejná. Jde o speciálním způsobem vyrobené nanokrystaly, s přesně definovanou nanostrukturou a s přesně určenými hranicemi zrn. Výchozím produktem pro výrobu tohoto katalyzátoru je oxid měďný, tedy sloučenina s chemickým vzorcem Cu2O. Díky působení katalyzátoru v prostředí roztoku oxidu uhelnatého ve vodě pak vědci Matthew Kanan, Jim Ciston a Christina Li dokázali dokonce za pokojové teploty a normálního atmosférického tlaku vyrobit pomocí elektrického proudu významné množství různých uhlíkatých sloučenin, mezi jinými také etanolu. Vědci publikovali výsledek své práce v časopise Nature 8. dubna tohoto roku.
Většina průmyslově vyráběného etanolu dnes vzniká za vysokých teplot, pomocí fermentace rostlinné hmoty, ať už jde o materiál pocházející ze sklizně kukuřice či cukrové třtiny. Pěstování těchto rostlin však spotřebovává velmi mnoho přírodních zdrojů, jako je voda či zemědělská půda, a také technologických prostředků a energie. Toto vše u nového způsobu, který se dá stručně nazvat elektrokatalýzou, již neplatí.
Využití měděného katalyzátoru se promítá do nové stavby elektrod. Obyčejná měděná elektroda se skládá z jednotlivých na sobě volně naskládaných nanočástic mědi. Nově použitá elektroda však obsahuje vzájemně propojenou síť nanokrystalů, která zbyde, když se z oxidu měďného odstraní veškerý kyslík. Pokud se tyto elektrody ponoří do vody nasycené oxidem uhelnatým a pustí se do nich proud, při působení popsaného katalyzátoru se velmi rychle začne u jedné z elektrod hromadit etanol, který vzniká redukcí oxidu uhelnatého v prostředí vody. 57% procent elektrické energie šlo při pokusech přímo do výroby etanolu, acetátu a n-propanolu. Demonstrační pokusy v laboratoři tedy dopadly dobře, avšak teď čeká vědce a inženýry ještě nutná optimalizace celého procesu, aby byl také ekonomicky průchodný. Navíc je třeba nejdříve přeměnit oxid uhličitý, kterého je v atmosféře poměrně dost, na oxid uhelnatý.
Na Stanfordské univerzitě se jiný tým snaží o aplikaci podobného postupu při výrobě metanolu.
Zdroje: Phys.Org 1, Phys.Org 2, Nature, IEEE Spectrum, Stanford News
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Vždycky jsem si přál ocitnout se v románu Julese Verna. Teď se mi to splnilo.
Václav Žmolík, moderátor
Tajuplný ostrov
Lincolnův ostrov nikdo nikdy na mapě nenašel, a přece ho znají lidé na celém světě. Už déle než sto třicet let na něm prožívají dobrodružství s pěticí trosečníků, kteří na něm našli útočiště, a hlavně nejedno tajemství.
