Солнечный реактор превращает CO2 и пластиковые отходы в полезные продукты

Парниковые газы и пластиковые отходы являются двумя крупнейшими экологическими проблемами, с которыми сегодня сталкивается мир. Новый реактор из Кембриджа предназначен для решения обеих задач одновременно: он превращает CO2 и использованные пластиковые бутылки в полезные материалы, полностью питаемые солнечным светом.

Уровень углекислого газа в атмосфере достиг самого высокого уровня за последние тысячелетия, что приводит к разрушительным климатическим последствиям. Между тем, наша зависимость от пластика приводит к его огромным накоплениям в реках, океанах и повсюду, от полюса до полюса. Исследования в обеих этих областях привели к тому, что ученые разработали реакторы, которые преобразуют уловленный CO2 или пластиковые отходы в масла, топливо и другие полезные химикаты и материалы.

Но теперь ученые из Кембриджа разработали первый реактор, который может справиться с обоими загрязнителями одновременно. Устройство состоит из двух отдельных отсеков — одного для пластика и одного для CO2, а также блока в каждом отсеке, который поглощает энергию света и использует ее для запуска катализатора, который преобразует сырье во что-то более полезное. Поглотителем света является перовскит, который становится многообещающим материалом для солнечных элементов, а катализатор можно менять в зависимости от желаемого конечного продукта.

«Как правило, преобразование CO2 требует много энергии, но с нашей системой вы просто проливаете на нее свет, и она начинает превращать вредные продукты во что-то полезное и устойчивое», — сказал доктор Мотиар Рахаман, соавтор исследования. . «До этой системы у нас не было ничего, что могло бы выборочно и эффективно производить дорогостоящую продукцию».

В ходе испытаний команда продемонстрировала, что реактор может эффективно работать при нормальных условиях температуры и давления, используя в качестве энергии только солнечный свет. Катализатор из медно-палладиевого сплава смог превратить пластиковые бутылки из ПЭТ в гликолевую кислоту, химическое вещество, используемое в косметической промышленности. Углекислый газ был превращен в окись углерода с помощью соединения кобальта, в синтез-газ - с помощью медно-индиевого сплава, а в формиат - с помощью специального фермента.

Более того, реактор работает очень эффективно. Команда утверждает, что ее производительность в 100 раз выше, чем у устройств, использующих другие катализаторы на солнечной энергии. Следующие шаги — дальнейшее развитие реактора в течение следующих пяти лет для производства более сложных молекул.

«Что такого особенного в этой системе, так это ее универсальность и возможность настройки: сейчас мы создаем довольно простые молекулы на основе углерода, но в будущем мы сможем настроить систему для производства гораздо более сложных продуктов, просто заменив катализатор». », — сказал Субхаджит Бхаттачарджи, соавтор исследования.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Synthesis.

Источник: Кембриджский университет.