En forskergruppe ved University of Illinois i Chicago har gennem flere år arbejdet med at finde metoder, der kan opfange CO2 fra luften og omdanne det til brændstof.
I en artikel i Science beskriver de en ny form for katalysator, der gør det muligt at fremstille en celle til dette formål, som er drevet af solenergi.
Processen minder om fotosyntese hos planter og lignende eksperimenter andre steder, hvor man arbejder med kunstige processer, der efterligner naturens metoder, men der er dog også markante forskelle.
Læs også: Kunstigt blad spalter vand med en cobolt-nikkel-katalysator
Alt andet end ædelmetaller
Det er velkendt, at ædelmetaller som guld og sølv kan bruges som katalysator i forbindelse med kemisk reduktion af CO2 til CO. I 2014 beskrev chicago-forskerne i en artikel i Nature Communications, at også molybdændisulfid (MoS2) kan bruges som katalysator ved denne proces.
CO kan efterfølgende omdannes til eksempelvis metanol (CH3OH), der kan bruges som energibærer i forbindelse med brændselsceller.
Forskerne har nu fremstillet en celle drevet af sollys, der med en katalysator bestående af nanoflager af wolframdiselenid (WSe2), er endnu bedre.
I en pressemeddelelse skriver forskerne, at den nye katalysator er 1000 gange hurtigere end katalysatorer baseret på ædelmetaller og 20 gange billigere.
Solcelle giver energi til kemisk proces
Forskerne har fremstillet en celle, der indeholder to triplejunction fotovoltaiske celler med et areal på 18 kvadratcentimeter med en effektivitet på 6 pct. til høste energi fra sollys.
Cellen indeholder wolframdiselenid og en ionisk væske (flydende salt i form af ethyl-methyl-imidazolium-tetraflouroborat blandet med vand) på katodesiden og cobaltoxid i en natriumfosfat-elektrolyt på anodesiden.
Når denne celle rammes af lys med en intensitet af 100 watt pr. kvadratmeter - svarende til den gennemsnitlige intensitet af solens lys ved Jordens overflade - dannes hydrogen og carbonmonoxid ved katoden, mens fri oxygen og hydrogenioner dannes ved anoden.
Hydrogenionerne diffunderer gennem en membran til katodesiden og medvirker til den kemiske reduktion af CO2.
Forskerne mener princippet på sigt kan anvendes både til større systemer som solcelleparker og til mindre systemer.
Projektet er støttet af National Science Foundation i USA, hvis programdirektør Robert McCabe gladeligt udtaler:
»Forskerne har kombineret mekanisk indsigt med smarte metoder inden for kemiteknik til at opnå et vigtigt fremskridt inden for katalyse i forbindelse med energikonvertering af stor betydning for miljøet.«
