System przekształcania odpadów i CO2 w zrównoważone paliwo za pomocą światła słonecznego 

System przekształcania odpadów i CO2 w zrównoważone paliwo za pomocą światła słonecznego 

Zespół ReisnerLab działający przy University of Cambridge opracował sposób na przekształcanie odpadów i gazów cieplarnianych w różne produkty chemiczne w tym samym czasie. Część z nich może być wykorzystywany do produkcji zrównoważonego paliw, a reszta w produkcji kosmetyków. Do napędzenia procesu wykorzystywane są promienie słoneczne. 

Podcast

Czym zajmuje się ReisnerLab?

Grupa młodych naukowców z University of Cambridge, działających pod opieką prof. Erwina Reisnera opracowała system przekształcania odpadów z tworzyw sztucznych oraz gazów cieplarnianych w tym samym czasie, aby uzyskać dwa różne produkty chemiczne. Pomysł ma wspierać realizację gospodarki o obiegu zamkniętym

Zespół istnieje od ponad 10 lat i zajmuje się produkcją zrównoważonych paliw z tego, co jest nadmiarowo generowane przez działalność człowieka. Z początku były to gazy cieplarniane, ale od kilku lat naukowcy pracują także nad przekształcaniem plastikowych odpadów. Zespół ReisnerLab znalazł rozwiązania nie tylko na produkcję paliw, ale także wytwarzanie substancji stosowanych w przemyśle kosmetycznym. 

Jak to działa?

Odpady i CO2 w zrównoważone paliwo

Przekształcanie gazów cieplarnianych lub tworzyw sztucznych w użyteczne, zrównoważone produkty nie jest nowym odkryciem. Od lat naukowcy z całego świata szukają rozwiązań, które mogłyby stać się powszechnym rozwiązaniem w kryzysie klimatyczno-środowiskowym. Jednak do tej pory nie znaleziono sposobu, aby ponowne wykorzystywanie CO2 i śmieci odbywało się w tym samym czasie.

Niestety wiele przeszkód stoi na drodze wyjścia takich rozwiązań z laboratorium. Jedną z wątpliwości są często wysokie koszty przekształcania gazów cieplarnianych bądź tworzyw sztucznych w nowe substancje. W dodatku proces wiąże się z niemałym zużyciem energii, często dostarczanym przez konwencjonalne źródła. 

Rozwiązanie zaproponowane przez ResinerLab w ostatniej publikacji stoi naprzeciw tym wątpliwościom. Do napędzania reakcji chemicznej wykorzystywane są bezpośrednie, nieprzekształcone w energię elektryczną promienie słoneczne, co sprawia, że proces jest wydajny i energooszczędny. 

Używamy tylko światła słonecznego, najobficiej występującej formy energii na naszej planecie. Proces odbywa się z pomocą reaktora, który składa się z dwóch przedziałów. Do jednej komory trafiają plastikowe odpady. W tym wypadku używamy na przykład plastikowych butelek, które są odpadami PET i mogą być przekształcone w kwas glikolowy. W drugiej komorze “bąbelkujemy” dwutlenek węgla i zamieniamy go w składniki paliwa — gaz syntezowy, tlenek węgla i kwas mrówkowy — tłumaczył prof. Erwin Reisner, opiekun zespołu w wywiadzie dla The Naked Scientists

Głównym zastrzeżeniem, które pojawia się w stosunku do metody opracowanej przez ReisnerLab wynika z faktu, że proces chemiczny zachodzi w tym samym miejscu, co pobieranie światła słonecznego. Innymi słowy, sukces reakcji jest uzależniony od warunków pogodowych. Jednak opiekun grupy przekonuje, że w Wielkiej Brytanii, kraju, który nie słynie z dużej ilości słońca, warunki są wystarczająco dobre, aby zamiana gazów i odpadów w składniki paliwa mogła się udać. 

Wyjście z laboratorium 

Największym planem zespołu ReisnerLab jest zbudowanie zakładu recyklingu opartego na energii słonecznej, który mógłby działać w skali farmy fotowoltaicznej. Czy to wydaje się opłacalne? Czy zbudowanie takiego obiektu nie okaże się większym problemem dla środowiska i klimatu? 

Prof. Erwin Reisner przyznał, że to bardzo ważna kwestia. To, na jakim etapie projekt znajduje się w tym momencie, dopiero udowadnia, że możliwe jest przekształcanie CO2 i plastiku w tym samym czasie. Wcielenie tego pomysłu w życie i na większą skalę wymagałoby znalezienia zakładu przetwarzania odpadów, który mógłby być zintegrowany z reaktorem. Prawdopodobnie potrzebne byłoby też wsparcie systemu technologią wychwytywania dwutlenku węgla. 

Jednak inwestycja w taki projekt mogłaby przynieść znacznie więcej korzyści:

To, co jest tak wyjątkowe w tym systemie, to wszechstronność i możliwość dostrojenia — obecnie tworzymy dość proste cząsteczki na bazie węgla, ale w przyszłości możemy być w stanie dostroić system, aby wytwarzać znacznie bardziej złożone produkty, po prostu zmieniając katalizator — wyjaśnił Subhajit Bhattacharjee, współautor artykułu. 

Pływający liść produkuje paliwo słoneczne

ReisnerLab pracuje jednocześnie nad kilkoma projektami, które mają wspierać zrównoważony rozwój i gospodarkę o obiegu zamkniętym. Jednym z interesujących, chociaż mniej obiecujących na skalę przemysłową pomysłów, jest zaskakujący sposób na pozyskiwanie paliwa słonecznego. 

To ultracienki, elastyczny liść, który produkuje paliwo słoneczne. Zamiast ogniw fotowoltaicznych, technologia wykorzystuje ogniwa paliwowe, dzięki czemu proces naśladuje fotosyntezę. Ogniwa w kontakcie ze światłem słonecznym stymulują reakcje chemiczne, które generują paliwo, nie emitując przy tym ani grama CO2. 

Źródła: cam.ac.uk, thenakedscientists.com

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.