Wetenschappers hebben een "kunstmatig blad" gemaakt om klimaatverandering tegen te gaan door op een goedkope manier schadelijke kooldioxide (CO2) om te zetten in een bruikbare alternatieve brandstof.

De nieuwe technologie, geschetst in een artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Energie , werd geïnspireerd door de manier waarop planten energie uit zonlicht gebruiken om koolstofdioxide in voedsel om te zetten.

"We noemen het een kunstmatig blad omdat het echte bladeren en het proces van fotosynthese nabootst, " zei Yimin Wu, een technische professor aan de Universiteit van Waterloo die het onderzoek leidde. "Een blad produceert glucose en zuurstof. Wij produceren methanol en zuurstof."

Methanol maken uit koolstofdioxide, de belangrijkste oorzaak van de opwarming van de aarde, zou zowel de uitstoot van broeikasgassen verminderen als een vervanging bieden voor de fossiele brandstoffen die ze veroorzaken.

De sleutel tot het proces is een goedkope, geoptimaliseerd rood poeder genaamd cupro-oxide.

Ontworpen om zoveel mogelijk achtzijdige deeltjes te hebben, het poeder ontstaat door een chemische reactie wanneer vier stoffen - glucose, koper acetaat, natriumhydroxide en natriumdodecylsulfaat - worden toegevoegd aan water dat tot een bepaalde temperatuur is verwarmd.

Het poeder dient dan als katalysator, of trigger, voor een andere chemische reactie wanneer het wordt gemengd met water waarin koolstofdioxide wordt geblazen en een straal wit licht wordt gericht met een zonnesimulator.

"Dit is de chemische reactie die we ontdekten, " zei Wu, die sinds 2015 aan het project werkt. "Niemand heeft dit eerder gedaan."

De reactie produceert zuurstof, zoals bij fotosynthese, terwijl ook kooldioxide in de water-poederoplossing wordt omgezet in methanol. De methanol wordt verzameld terwijl deze verdampt wanneer de oplossing wordt verwarmd.

De volgende stappen in het onderzoek zijn onder meer het verhogen van de methanolopbrengst en het commercialiseren van het gepatenteerde proces om koolstofdioxide om te zetten dat is verzameld uit belangrijke bronnen van broeikasgassen zoals elektriciteitscentrales, voertuigen en olieboringen.

"Ik ben enorm enthousiast over het potentieel van deze ontdekking om het spel te veranderen, " zei Wu, een professor in mechanische en mechatronica engineering, en lid van het Waterloo Instituut voor Nanotechnologie. "Klimaatverandering is een urgent probleem en we kunnen helpen de CO2-uitstoot te verminderen en tegelijkertijd een alternatieve brandstof te creëren."

Wu werkte mee aan het papier, Facetafhankelijke actieve plaatsen van een enkele Cu2O-deeltjesfotokatalysator voor CO2-reductie tot methanol, met Tijana Rajh en andere onderzoekers van het Argonne National Laboratory in Illinois, evenals wetenschappers van de California State University, Northridge, en de City University van Hong Kong.