Hvordan man omdanner klimaforandrende kuldioxid til plast og andre produkter

Rutgers-forskere har udviklet katalysatorer, der kan omdanne kuldioxid - hovedårsagen til global opvarmning - til plastik, tekstiler, harpiks og andre produkter.

Elektrokatalysatorerne er de første materialer, bortset fra enzymer, der kan omdanne kuldioxid og vand til kulstofbyggesten, der indeholder en, to, tre eller fire kulstofatomer med mere end 99 procent effektivitet. To af produkterne skabt af forskerne - methylglyoxal (C3) og 2, 3-furandiol (C4) - kan bruges som forstadier til plast, klæbemidler og lægemidler. Giftig formaldehyd kunne erstattes af methylglyoxal, hvilket er mere sikkert.

Opdagelsen, baseret på kemien i kunstig fotosyntese, er detaljeret i journalen Energi- og miljøvidenskab .

"Vores gennembrud kan føre til omdannelse af kuldioxid til værdifulde produkter og råmaterialer i den kemiske og farmaceutiske industri, " sagde seniorforfatter Charles Dismukes, Fremragende professor ved Institut for Kemi og Kemisk Biologi og Institut for Biokemi og Mikrobiologi ved Rutgers University-New Brunswick. Han er også hovedforsker ved Rutgers' Waksman Institute of Microbiology.

Tidligere har videnskabsmænd viste, at kuldioxid kan omdannes elektrokemisk til methanol, ethanol, methan og ethylen med relativt høje udbytter. Men en sådan produktion er ineffektiv og for dyr til at være kommercielt gennemførlig, ifølge undersøgelsens hovedforfatter Karin Calvinho, en kemidoktorand i Rutgers' School of Graduate Studies.

Imidlertid, kuldioxid og vand kan elektrokemisk omdannes til en bred vifte af kulstofbaserede produkter, ved hjælp af fem katalysatorer lavet af nikkel og fosfor, som er billige og rigelige, hun sagde. Valget af katalysator og andre forhold bestemmer, hvor mange kulstofatomer der kan sys sammen for at lave molekyler eller endda generere længere polymerer. Generelt, jo længere kulstofkæden er, jo mere værdifuldt er produktet.

Baseret på deres forskning, Rutgers-forskerne fik patenter på elektrokatalysatorerne og dannede RenewCO ₂ , en nystartet virksomhed. Det næste trin er at lære mere om den underliggende kemiske reaktion, så det kan bruges til at producere andre værdifulde produkter såsom dioler, som er meget udbredt i polymerindustrien, eller kulbrinter, der kan bruges som vedvarende brændstoffer. Rutgers-eksperterne designer, bygning og test af elektrolysatorer til kommerciel brug.