นวัตกรรมนาโนเทคโนโลยี: ตอนนี้สามารถผลิตแอลกอฮอล์จากอากาศได้แล้ว

พนักงานของสถาบันฟิสิกส์อเมริกันได้ประดิษฐ์ "เข็มนาโน" กราฟีนและทองแดงล่าสุดที่แปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นอนุภาคเอทิลแอลกอฮอล์โดยใช้ศักยภาพพลังงานของกระแสไฟฟ้า ข้อมูลดังกล่าวมีรายละเอียดอยู่ในวารสาร Chemistry Select

“การค้นพบของเราอาจกล่าวได้ว่าเกิดขึ้นโดยบังเอิญ ในช่วงเริ่มต้นของการเดินทาง เราตั้งเป้าหมายที่คล้ายคลึงกัน แต่วางแผนที่จะใช้ความพยายามและเวลามากขึ้นในการดำเนินการ ปรากฏว่าการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นโดยอิสระโดยที่เราไม่ได้มีส่วนร่วม” นี่คือคำกล่าวของผู้เข้าร่วมการทดลองคนหนึ่ง ซึ่งเป็นพนักงานของห้องปฏิบัติการแห่งชาติในโอ๊คริดจ์ รัฐเทนเนสซี

ที่น่าสังเกตก็คือในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามเปลี่ยนส่วนประกอบในบรรยากาศให้เป็นเชื้อเพลิงและสารอื่นๆ ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ตัวอย่างเช่น ในช่วงกลางฤดูร้อนของปีนี้ นักฟิสิกส์จากชิคาโกได้ประดิษฐ์แบตเตอรี่นาโนพลังงานแสงอาทิตย์โดยเฉพาะที่ใช้พลังงานแสงในการย่อยสลายคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับโมเลกุล ทำให้สามารถผลิตไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์สำหรับการผลิตมีเทน เอทิลแอลกอฮอล์ และเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทอื่นๆ ได้ในที่สุด

ผู้เชี่ยวชาญได้ศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้มาเป็นเวลานาน โดยพยายามระบุวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการสลายตัวของคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยผลิตภัณฑ์จากการแปลงเสริมชุดขั้นต่ำ (ซึ่งมักจะไม่มีประโยชน์หรือพูดตรงๆ ก็คือไม่จำเป็นเลย)

นักเทคโนโลยีนาโนเลือกทองแดงเป็นสารหลักที่ช่วยให้กระบวนการนี้ง่ายขึ้น เนื่องจากคุณสมบัติของทองแดงเหมาะกับปฏิกิริยาการลดคาร์บอนไดออกไซด์เป็นอย่างดี

ปัญหาคือ ทองแดงซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงนั้นได้ส่งผลให้เกิดองค์ประกอบไม่ใช่แค่หนึ่งองค์ประกอบ แต่หลายองค์ประกอบ ซึ่งกลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการนำการค้นพบนี้ไปใช้ในอุตสาหกรรม

อย่างไรก็ตาม ปัญหาได้รับการแก้ไขด้วยการใช้กราฟีน ซึ่งเป็นวัสดุปฏิวัติวงการที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษและใช้พลังงานสูงมากอีกด้วย

นักเทคโนโลยีได้นำนาโนอนุภาคของทองแดงมาใช้กับแผ่นกราฟีนด้วยการสร้างรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์จะสลายตัวเฉพาะในบางพื้นที่เท่านั้น โดยเฉพาะที่ปลายของ “เข็มนาโน”

ในระหว่างการทดลอง นักวิจัยสามารถควบคุมกระบวนการและกระตุ้นการแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ 60% ให้เป็นเอธานอลได้

จนถึงขณะนี้ รายละเอียดหลายอย่างของปฏิกิริยานาโนนี้ยังคงไม่ได้รับการไข อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ใกล้จะถูกนำมาใช้ในการผลิตแอลกอฮอล์ในอุตสาหกรรมแล้ว นอกจากนี้ การผลิตใหม่นี้จะมีกำไรมากขึ้น เนื่องจากต้นทุนของสารเร่งปฏิกิริยาค่อนข้างต่ำ ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้แทบทุกปริมาณ ซึ่งก็คือเอทิลแอลกอฮอล์

ตามสมมติฐานของผู้เชี่ยวชาญ ผลการศึกษาครั้งนี้สามารถนำไปใช้ในการสะสมพลังงานเพิ่มเติม ซึ่งสามารถรวมไว้ในแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์หรืออุปกรณ์จัดเก็บอื่นๆ ได้ จากนั้นพลังงานที่ได้จะนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับใช้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรมต่างๆ

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]