Исследователи сообщили, что эта простая и недорогая экологически безопасная технология получения топлива потенциально способна стать средством ограничения глобального потепления за счет удаления CO2 из атмосферы и использования его для получения топлива. Побочным эффектом химической реакции является также высвобождение молекул кислорода.
Исполняющий обязанности руководителя кафедры химии и биохимии Техасского университета в Арлингтоне Фредерик МакДоннел заявил: «Наш процесс обладает еще одним важным преимуществом перед технологиями производства автомобильного топлива на основе газообразного водорода, которое состоит в том, что многие углеводородные продукты, получаемые в результате нашей реакции – это именно те вещества, которые используются в составе топлива для легковых и грузовых автомобилей, а также самолетов. В связи с этим отсутствует необходимость замены существующих систем распределения топлива.
Разработанный группой исследователей одноступенчатый процесс преобразования CO2 и воды в жидкие углеводороды и кислород может осуществляться в фототермохимическом реакторе проточного типа при температуре 180-200 градусов и давлении до 6 атмосфер.
«Мы первыми использовали одновременно свет и тепло для синтезирования жидких углеводородов из диоксида углерода и воды в одноступенчатом реакторе», заявил профессор кафедры инженерной механики и аэрокосмической техники Техасского университета Брайан Деннис. «Концентрированное световое излучение вызывает фотохимическую реакцию, в ходе которой выделяются высокоэнергетические промежуточные продукты и тепловая энергия, что в свою очередь приводит к возникновению реакций образования углеродных цепочек. Таким образом, в результате одноступенчатого процесса образуются углеводороды.
Гибридный фотохимический и термохимический катализатор, использованный для осуществления эксперимента, был основан на диоксиде титана, представляющем собой белую пудру, неспособную абсорбировать световое излучение во всем видимом спектре.
«Наш следующий шаг – разработка фотокатализатора, который будет лучше адаптирован к спектру солнечного светового излучения», сказал МакДоннел. «Это позволит более эффективно использовать весь спектр падающего света для достижения общей цели – получения экологически безопасного жидкого топлива».
Исследователи намерены использовать параболические зеркала для фокусирования солнечного света на слое катализатора, что будет обеспечивать одновременно тепловое и фотонное возбуждение химической реакции. Избыточное тепло может быть использовано для осуществления сопутствующих операций, выполняемых системой солнечного топлива, например, разделения продуктов реакции и очистки воды.
Исследования МакДоннела и Денниса направлены также на преобразование природного газа с целью его использования в качестве высокоэффективного дизельного и авиационного топлива. МакДоннел работал над созданием фотокатализаторов для выделения водорода, необходимых для функционирования искусственной фотосинтетической системы, использующей солнечную энергию для расщепления молекул воды на атомы водорода и кислорода. Получаемый газообразный водород может быть использован в качестве экологически чистого топлива.