Vedci z Japonska našli fascinujúci spôsob, ako bojovať proti klimatickej zmene a zároveň riešiť problém s odpadom – dokážu premieňať vyradené solárne panely a oxid uhličitý z elektrární na užitočné organické chemikálie. Na tento významný projekt upozornil portál Phys.

Vyriešili dva problémy naraz

Tím vedcov z Yokohamskej národnej univerzity v spolupráci s firmou Electric Power Development Co., Ltd. a Výskumným centrom obnoviteľnej energie pri Národnom ústave pre pokročilé priemyselné vedy a technológie (AIST) sa rozhodol vyriešiť hneď dva environmentálne problémy naraz: zvyšujúce sa emisie CO₂ a rastúce množstvo vyradených fotovoltických panelov, ktoré by inak skončili ako odpad v životnom prostredí.

Ich výskum publikovaný 14. júla v odbornom časopise ACS Sustainable Resource Management ukazuje, že kremíkové doštičky zo solárnych panelov môžu slúžiť ako účinný redukčný prostriedok, ktorý dokáže premieňať oxid uhličitý priamo z výfukových plynov na cenné chemické zlúčeniny ako kyselina mravčia či formamid.

„V tejto štúdii sme spojili recykláciu kremíkových doštičiek z vyradených solárnych panelov s konverziou CO₂ z výfukových plynov tepelnej elektrárne. Odpadový kremík tu funguje ako redukčné činidlo, ktoré premieňa CO₂ na organické zlúčeniny,“ vysvetľuje profesor Ken Motokura z Katedry chémie a vied o živote na Yokohamskej národnej univerzite.

Yokohama National University

Sľubné výsledky

Počas procesu recyklácie panelov sa kremíkové doštičky oddelia a rozdrvia na jemný prášok ktorý je schopný darovať elektróny uhlíkovým zlúčeninám, čo je základ pre chemickú premenu CO₂ na väčšie a hodnotnejšie molekuly. Tento jav je síce energeticky priaznivý, ale doposiaľ ho len málokto skúmal z praktického hľadiska.

Vedci preto rozdrvený kremík doplnili o chemický katalyzátor a spustili reakcie, ktoré mali za cieľ vytvoriť kyselinu mravčiu. Spočiatku bola výťažnosť nestála, no prelom nastal, keď kremík pred reakciou ošetrili kyselinou chlorovodíkovou. Tá odstránila z povrchu zvyšky hliníka, ktoré pôvodne znižovali účinnosť procesu.

Pexels

„Priamo sme premieňali CO₂ z výfukového plynu elektrárne, ktorý obsahoval 14 % CO₂, na kyselinu mravčiu a formamid – a to pomocou reakcie s odpadovým kremíkovým práškom, vodou a katalyzátorom tetrabutylamóniumfluoridom. Nebola potrebná žiadna separácia CO₂. Prítomnosť hliníka spomaľovala reakciu, no vhodná predúprava pomocou HCl výrazne zvýšila účinnosť,“ doplnil Motokura.

Najvyššia dosiahnutá výťažnosť kyseliny mravčej bola až 73 %, čo je v tomto type chemickej premeny veľmi sľubné číslo. Okrem toho vedci dokázali vytvoriť aj formamid – chemikáliu využívanú napríklad v poľnohospodárstve či pri výrobe plastov – a to pridaním amínov k reakčnej zmesi.

Potrebujeme využiť desiatky milióny ton panelov

Zaujímavosťou je aj praktická demonštrácia: výskumníci priamo napojili reaktor s kremíkovým práškom na výfukové potrubie tepelnej elektrárne a overili tak životaschopnosť tejto technológie v reálnom prostredí.

Podľa Medzinárodnej agentúry pre obnoviteľnú energiu (IRENA) sa do roku 2050 vyradí 60 až 78 miliónov ton solárnych panelov. Ak sa podarí rozšíriť technológie ako táto, mohli by sme z tohto množstva odpadu získať nielen ekologické riešenia, ale aj nové zdroje hodnotných chemikálií ktoré nájdu uplatnenie v rôznych priemyselných oblastiach. To všetko s bonusom v podobe znižovania skleníkových plynov v atmosfére.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia