Solární reaktor zpracovává oxid uhličitý a odpadní plasty

Skleníkové plyny a plastový odpad představují dva z nejvýznamnějších environmentálních problémů dnešní doby. Co Snímek Profimedia je zkusit řešit současně? Právě o to se snaží tým britské University of Cambridge, který vyvinul nový typ reaktoru, v němž dochází k přeměně oxidu uhličitého a použitých plastových lahví na užitečné materiály. Zdrojem energie pro tento reaktor je přitom pouze sluneční záření.

Reaktor, který vytvořil Motiar Rahaman a jeho spolupracovníci, tvoří dvě oddělené komory, jedna pro oxid uhličitý, druhá pro plasty. Každá z komor je vybavena jednotkou pro získávání energie ze slunečního záření, která je založená na perovskitovém materiálu. Ten je slibný i pro vývoj pokročilých solárních článků, ale v tomto případě posílá energii katalyzátoru, který zajišťuje hladký průběh chemických reakcí. Reaktor přitom může být vybavený různými katalyzátory, podle zvoleného finálního produktu reaktoru.

Jak říká Rahaman, konverze oxidu uhličitého obvykle vyžaduje značné množství energie. V jejich fotochemickém systému ale stačí na reaktor posvítit a hned se rozběhne přeměna zmíněných „nežádoucích“ látek na něco přínosného.

Solární reaktor vyrábí z PET kyselinu glykolovou a redukuje oxid uhličitý na dále průmyslově využitelný oxid uhelnatý, syntetický plyn nebo formiát (podle použitého katalyzátoru).Snímek University of Cambridge

Badatelé nový reaktor prověřili v experimentech. Potvrdili, že funguje, jak má, při pokojové teplotě a tlaku a vystačí si se slunečním zářením. Reaktor měl k dispozici katalyzátor ze slitiny mědi a paladia, který umožňuje přeměnu použitých plastových PET lahví na kyselinu glykolovou, běžnou surovinu v kosmetickém průmyslu.

Oxid uhličitý byl v reaktoru přeměňován na oxid uhelnatý při využití katalyzátoru ze sloučeniny kobaltu, na syntetický plyn (směs vodíku a oxidu uhelnatého) díky katalyzátoru ze slitiny mědi a india, a také na formiát s využitím enzymu formiát dehydrogenázy. Experimenty rovněž ukázaly, že reaktor pracuje velmi efektivně, až stokrát efektivněji v porovnání s jinými systémy solární katalýzy. Vývoj reaktoru pokračuje, jeho tvůrci by s ním rádi vyráběli i produkty se složitějšími molekulami.

Bhattacharjee S. et al.: Nat. Synth., 2023, DOI: 10.1038/s44160-022-00196-0