Электрохимическая ячейка производит муравьиную кислоту из СО2

Проблема растущих выбросов двуокиси углерода может быть решена тремя способами: применение альтернативных источников энергии с низкими выбросами или без вредных выбросов вообще, улавливание и хранение диоксида углерода (carbon capture and storage - CCS) в специальных хранилищах (преимущественно под землёй), улавливание и переработка (например, в топливо и др.).

Исследователи из Принстонского Университета заявляют, что разработали технику которая совмещает в себе два из трех способов, путем использования солнечной энергии для преобразования диоксида углерода в муравьиную кислоту.

При помощи электричества, производимого коммерческой солнечной фотоэлектрической установкой и поставляемого энергетической компанией Public Service Electric and Gas (PSE&G), исследователи лаборатории профессора химии Эндрю Бокарсли (Andrew Bocarsly) при университете Принстона (Princeton), работая совместно с исследователями из компании Liquid Light Inc., Нью-Джерси, сумели преобразовать смесь диоксида углерода и воды в муравьиную кислоту (HCOOH) в электрохимической ячейке.

Электрохимическая ячейка состоит из простых частей, произведенных методом механообработки, содержит каналы для прохождения жидкости, заключенные между металлическими пластинами, и имеет размер стандартной коробки для завтраков. В ячейку помещаются вещества и на нее подается нагрузка, которая увеличивается до тех пор, пока процесс, проходящий внутри устройства не выйдет на целевой уровень реакции.

Путем оптимизации процесса, известного как сопоставление сопротивлений, команда добилась уравнивания мощности, сгенерированной солнечной панелью с мощностью, которую ячейка может выдержать, что привело к максимизации эффективности системы.

Согласно заявлению ученых, им удалось добиться эффективности в 2% путем объединения трех электрохимических ячеек. Как они говорят, это в два раза эффективнее, чем природный процесс фотосинтеза происходящий в тканях растений и лучшая эффективность для системы, воспроизводящей фотосинтез, построенной человеком.

Муравьиная кислота, содержащаяся в яде муравьев, на данный момент имеет очень широкое применение – в качестве консерванта и антибактериального вещества в корме для скота, в виде соли муравьиной кислоты в качестве антиобледенителя для взлетно-посадочных полос в аэропортах. А еще у нее есть потенциал для хранения произведенной энергии внутри топливных элементов.

Этот метод имеет нечто общее с системой искусственного фотосинтеза, разработанной электронным гигантом - компанией Panasonic. Однако система японской корпорации, принцип работы которой основан на использовании водорода, полученного путем разделения воды при помощи нитридного полупроводника для получения муравьиной кислоты, имеет эффективность всего 0.2%.

 по материалам blogs.princeton.edu