Αρχική Επιστήμη Συνέδριο Νομπελιστών: Ελπιδοφόρες έρευνες για την καταπολέμηση του διοξειδίου του άνθρακα

Συνέδριο Νομπελιστών: Ελπιδοφόρες έρευνες για την καταπολέμηση του διοξειδίου του άνθρακα

0
Διαφήμιση

Η αλλαγή του κλίματος και οι επιπτώσεις του ήταν το βασικό θέμα συζήτησης των συνεδριάσεων στη διάρκεια του 67ου Lindau Nobel Laureates Meeting στο νησί Λιντάου της Βαυαρίας.

Πρόκειται για το ετήσιο επιστημονικό συνέδριο των βραβευμένων με Νόμπελ από όλο τον κόσμο με απώτερο σκοπό να αποτελέσουν ένα δίκτυο που θα στηρίζει την επιστήμη και την προαγωγή των αλληλεπιδράσεων ανάμεσα σε κατόχους του Βραβείου Νόμπελ και νεαρούς ερευνητές.

Κατά την έναρξη της 67ης συνάντησης στο Lindau, ο William E. Moerner παρουσίασε την κεντρική ομιλία του Steven Chu, του βραβείου Νόμπελ στη φυσική του 1997 και πρώην Υπουργού Ενέργειας των ΗΠΑ.

Στην ομιλία του, ο Chu περιέγραψε τον τρόπο με τον οποίο οι καθαρές ενεργειακές τεχνολογίες παρέχουν ασφαλιστική πολιτική ενάντια στους κοινωνικούς κινδύνους της κλιματικής αλλαγής.

nompelistes 9

Το διοξείδιο του άνθρακα ως ανανεώσιμη πηγή

Σε προηγούμενες συναντήσεις, οι βραβευθέντες με Νόμπελ Mario Molina , Paul J. Crutzen και F. Sherwood Rowland ανέφεραν πώς τα αέρια θερμοκηπίου που παράγονται από την καύση ορυκτών καυσίμων αλλάζουν την ατμοσφαιρική χημεία και θερμαίνουν τον πλανήτη.

Η μείωση των αερίων του θερμοκηπίου, ιδιαίτερα των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, είναι το κλειδί για την παύση της θερμοκρασίας του πλανήτη. Αλλά αντί να βλέπουμε το διοξείδιο του άνθρακα ως πρόβλημα, τι συμβαίνει εάν αποτελεί επίσης μέρος μιας λύσης για την αλλαγή του κλίματος;

Οι έρευνες που συζητήθηκαν από τους βραβευθέντες Νόμπελ και τους νέους επιστήμονες κατά την 67η συνάντηση στο Lindau περιελάμβαναν τρόπους χρήσης του διοξειδίου του άνθρακα ως ανανεώσιμης πηγής συνθετικών καυσίμων και χρήσιμων χημικών ουσιών.

Επί του παρόντος, τα καύσιμα και οι χημικές ουσίες προέρχονται από εξευγενισμένο και επεξεργασμένο πετρέλαιο και φυσικό αέριο.

nompelistes 5

Η παραγωγή αυτών των ενώσεων από το διοξείδιο του άνθρακα που συλλέγεται από την ατμόσφαιρα ή από τις εκπομπές των εργοστασίων θα μπορούσε να είναι βιώσιμη από περιβαλλοντική άποψη, επειδή το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της παραγωγής ή της κατανάλωσης ανακυκλώνεται για να παράγει νέα καύσιμα ή υλικά.

Οι βιώσιμες και ανανεώσιμες πρώτες ύλες είναι μια πτυχή της πράσινης χημείας, ένα βασικό θέμα στη συνάντηση αυτής τη χρονιά.

Οι τρεις προκλήσεις για τη δέσμευση και χρησιμοποίηση του άνθρακα

Κατά τη διάρκεια ενός επιστημονικού πρωινού που φιλοξένησε το ομοσπονδιακό Υπουργείο Επιστημών, Έρευνας και Οικονομίας της Αυστρίας το πρωί της Τρίτης, ο Bernard L. Feringa, βραβευμένος με το βραβείο Νόμπελ Χημείας το 2016, περιέγραψε τρεις προκλήσεις για τη δέσμευση και τη χρησιμοποίηση του άνθρακα: διαχωρισμό του διοξειδίου του άνθρακα από άλλα αέρια, αποτελεσματική συμπύκνωσή του και η καταλυτική μετατροπή του αδρανούς μορίου σε χρήσιμα καύσιμα και χημικά.

nompelistes 4

Εκτός από τη δουλειά του με βραβευμένες με Νόμπελ για τις έρευνές του στις μοριακές μηχανές, ο Feringa μελετά επίσης την κατάλυση . Ενώ εργαζόταν στη Shell στις αρχές της δεκαετίας του 1980, ανέπτυξε καταλύτες λιθίου για τη μείωση του διοξειδίου του άνθρακα. Το έργο τελείωσε μετά από μερικά χρόνια, όταν οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι θα χρειαστούν όλο το λίθιο του κόσμου μόνο και μόνο για να συλλέξουν μια λογική ποσότητα καυσίμων.

Από τότε, οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο έχουν αναπτύξει διάφορους ηλεκτροχημικούς και φωτοθερμικούς καταλύτες που μειώνουν το διοξείδιο του άνθρακα σε ενώσεις όπως μονοξείδιο του άνθρακα, μυρμηκικό οξύ, αιθυλένιο και μεθάνιο. Αρκετοί νέοι επιστήμονες που παρευρίσκονται στη συνάντηση μελετούν αυτούς τους καταλύτες και δύο παρουσίασαν το έργο τους κατά τη διάρκεια της συνόδου αφίσας.

nompelistes 2

Νέοι καταλυτικοί μηχανισμοί για την ατμοσφαιρική ρύπανση

Ο Biswajit Mondal, στην ινδική ένωση των επιστημόνων για την καλλιέργεια της επιστήμης, μελετά το μηχανισμό των ηλεκτροκαταλυτών σιδήρου-πορφυρίνης για τη μείωση του διοξειδίου του άνθρακα. Με την κατανόηση των ακριβών μοριακών μεταβολών κατά τη διάρκεια κάθε σταδίου της αντίδρασης , οι ερευνητές μπορούν στη συνέχεια να προσαρμόσουν τη δομή του καταλύτη για να βελτιώσουν την απόδοση της αντίδρασης.

Η Dayne F. Swearer, στο πανεπιστήμιο Rice, συνδυάζει δύο αντιδραστικές λειτουργίες σε ένα νανοσωματίδιο αργιλίου για να ξεκλειδώσει νέους καταλυτικούς μηχανισμούς για γνωστές αντιδράσεις.

Στα νανοσωματίδια του, ο πυρήνας αλουμινίου απορροφά το φως και παράγει ένα φορέα ενέργειας που ονομάζεται πλασμόνη, ο οποίος μπορεί να μεταβάλει και να ενισχύσει τη δραστηριότητα ενός μεταλλικού καταλύτη στο εξωτερικό του νανοσωματιδίου.

nompelistes 6

Για παράδειγμα, ένα σωματίδιο με κέλυφος από οξείδιο του χαλκού, ο πυρήνας του αλουμινίου μειώνει το διοξείδιο του άνθρακα σε μονοξείδιο του άνθρακα ταχύτερα και αποτελεσματικότερα από τα σωματίδια που κατασκευάζονται από οποιοδήποτε υλικό και μόνο.

Καταλύτες που χρησιμοποιούν την ενέργεια του φωτός

Ο Feringa ενθάρρυνε τους νέους επιστήμονες να διερευνήσουν καταλύτες Photoredox (κλάδος της κατάλυσης που εκμεταλλεύεται την ενέργεια του φωτός για να επιταχύνει μια χημική αντίδραση μέσω συμβάντων μεταφοράς ενός ηλεκτρονίου ) που μειώνουν το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιώντας απορροφημένη φωτεινή ενέργεια.

nompelistes 7

Αυτοί οι καταλύτες μπορούν να δημιουργήσουν μια ποικιλία αντιδραστικών ενδιάμεσων, τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την προσθήκη διοξειδίου του άνθρακα σε υδρογονάνθρακες. Τέτοιες αντιδράσεις παρέχουν ανανεώσιμους τρόπους για να δημιουργήσουν δομικά στοιχεία για πλαστικά και άλλα κοινά πολυμερή.

Οι ανανεώσιμες μελέτες στο ακρυλικό οξύ, το δομικό στοιχείο των ακρυλικών πολυμερών που είναι κοινές στην οδοντιατρική εργασία, είναι ενδιαφέρουσες για την Anna Eibel, μια νέα επιστήμονα στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Γκρατς. Αναπτύσσει νέα μόρια για να προκαλέσει ακρυλικό πολυμερισμό με φως σε μακρύτερα μήκη κύματος από το υπεριώδες που χρησιμοποιείται τώρα.

nompelistes 3

Σύνθετα καύσιμα

Ωστόσο, για να αντιμετωπιστούν πραγματικά οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, χρειάζονται ανανεώσιμες οδοί προς συνθετικά καύσιμα όπως το μεθάνιο και η μεθανόλη. Το 1998, ο Γιώργος Ολάχ , ο βραβευμένος με το βραβείο Νόμπελ Χημείας του 1994, μίλησε για την παραγωγή συνθετικής μεθανόλης από διοξείδιο του άνθρακα στην 48η Συνάντηση του Lindau και το θέμα επανεμφανίστηκε.

nompelistes 8

Οι χημικοί είναι σε μοναδική θέση να προωθήσουν τα ανανεώσιμα καύσιμα και τα χημικά, δήλωσε ο Feringa. Τα κυριότερα ερευνητικά ερωτήματα στον τομέα αυτό περιλαμβάνουν προβλήματα καταλύσεως, ηλεκτροχημείας, φωτοχημείας, σύνθεσης υλικών και χημικών μετατροπών. Το Feringa ενθάρρυνε τους νέους επιστήμονες να εκμεταλλευτούν ευκαιρίες για να αντιμετωπίσουν αυτές τις ερωτήσεις. “Φυσικά μπορεί να συμβάλλετε μόνο ένα μικρό βήμα, αλλά φυσικά πρέπει να το κάνουμε. Είναι καθήκον μας η κοινωνία […] να ανοίξει ευκαιρίες για το μέλλον “.

 

 

Πηγή: http://www.lindau-nobel.org/tag/climate-change/

Διαφήμιση