Czy dwutlenek węgla będzie na "wagę złota"

Choć dziś na całym świecie walczy się z narastającym stężeniem dwutlenku węgla w atmosferze (co łączone jest ze wzrostem globalnej temperatury na Ziemi), być może już za kilkanaście lat CO2 stanie się równie cenny jak ropa naftowa. Możliwa jest sytuacja, iż stężenie tego gazu w atmosferze będzie gwałtownie zmniejszało się ze względu na masowe przetwarzanie CO2 w paliwa płynne, do tego stopnia, iż stanie się to równie niebezpieczne jak jego obecny wysoki poziom.

W najbliższym czasie, naukowcy amerykańscy planują przetestowanie prototypowego urządzenia, które korzystając z energii zawartej w świetle słonecznym ma umożliwić przekształcenie dwutlenku węgla w tlenek węgla (CO) oraz wody w tlen i wodór. Dwutlenek węgla jest gazem zdecydowanie mniej reaktywnym (bardziej stabilnym) niż tlenek węgla, stąd konieczna jest transformacja CO2 w CO, by w ten sposób umożliwić przeprowadzenie odpowiednich reakcji chemicznych, mających na celu wykorzystanie CO2. Dwutlenek węgla występuje obecnie w atmosferze ziemskiej w nadmiarze.

Dzięki zamianie w tlenek węgla możliwa będzie jego utylizacja poprzez procesy chemiczne, w tym między innymi w syntezie metanolu i węglowodorów płynnych stosowanych jako paliwa do silników spalinowych. Prototyp opracowany w Sandia National Laboratories przez zespół doktora Jim Miller'a jest miniaturą urządzenia, które stosowane byłoby na potrzeby przemysłowej transformacji CO2 w tlenek węgla.

Urządzenie jest wielkości małej beczki od piwa, a w swym wnętrzu kryje wirujące ceramiczne dyski, utworzone z ferrytu (Fe3O4) domieszkowanego kobaltem. Dysk rozgrzewany jest do temperatury 1500 stopni Celsjusza za pomocą silnie skupionego światła słonecznego. Podczas tego procesu, ferryt redukuje się (oddaje tlen przechodząc w FeO), po czym tak zmieniony dysk, wprowadzany jest do tej części urządzenia, gdzie znajduje się gazowy CO2, z którego to zredukowany ferryt absorbuje tlen, wymuszając przekształcenie dwutlenku węgla w tlenek węgla.

Podobnie rozbijana jest cząsteczka wody na tlen i wodór. Różnica polega na tym, iż w tym procesie nie jest konieczna tak wysoka temperatura, stąd naukowcy zastosowali swego rodzaju wymiennik ciepła złożony z kilku dysków ceramicznych, które kolejno przekazują sobie energię słoneczną - dostosowując się do optymalnych warunków reakcji. Według dr. Mills'a, docelowo jeden moduł urządzenia powinien być w stanie przerobić 22 kilogramy CO2 i 18 kg wody w ciągu doby, produkując z tych substancji około 10 litrów płynnych węglowodorów (paliwa).

Kluczowym etapem jest reakcja redukcji CO2. Naukowcy mają nadzieję, iż po planowanych na najbliższy czas testach w terenie będzie można określić z całą pewnością skuteczność metody i rozpocząć prace nad pełno wymiarowym urządzeniem. (PAP)