Znanstvenici iz Kine osmislili sustav za proizvodnju kisika iz CO2 koji nadmašuje fotosintezu

Znanstvenici iz Kine razvili su novi uređaj koji može pretvoriti ugljikov dioksid izravno u kisik i čvrsti ugljik, bez potrebe za visokim temperaturama i tlakovima – i to s iznimnom učinkovitošću većom od 98 posto. Ova bi tehnologija mogla igrati ključnu ulogu u budućim misijama na Mars, ali i omogućiti opskrbu kisikom u podvodnim staništima, svemirskim odijelima te sustavima za pročišćavanje zraka.

Nova metoda za pretvaranje CO2 u kisik mogla bi promijeniti budućnost istraživanja Marsa

Tim s kineskog Sveučilišta Nanjing, u suradnji sa Sveučilištem Fudan, osmislio je novu metodu za razdvajanje CO2 u dva korisna proizvoda: kisik i ugljik. Za razliku od tradicionalnih metoda koje se oslanjaju na vodik, njihovo rješenje koristi litij kao ključni međučinitelj. Zahvaljujući tome, cijeli proces može se odvijati pod znatno blažim uvjetima, što ga čini znatno praktičnijim za primjenu u ekstremnim okruženjima poput svemira ili dubokih oceana.

Inovativni elektrokemijski uređaj sastoji se od plinske katode s nanokatalizatorom na bazi rutenija i kobalta te anode od metalnog litija. Kada se CO2 uvede u sustav, dolazi do dvostupanjske reakcije. Prvo CO2 reagira s litijem stvarajući litijev karbonat (Li₂CO₃), a zatim se on daljnjom reakcijom pretvara u litijev oksid (Li₂O) i čvrsti ugljik. U završnoj fazi, litijev oksid se pretvara natrag u litijeve ione, a pritom se oslobađa kisik kao nusproizvod.

Prema podacima istraživača, korištenjem optimiziranog katalizatora RuCo postiže se iznimno visok prinos kisika – čak 98,6 posto, što višestruko nadmašuje učinkovitost prirodne fotosinteze.

Proizvodnja kisika iz CO2 pokazala se učinkovitom i u simuliranim marsovskim uvjetima

Jedna od najupečatljivijih prednosti ove tehnologije je njezina prilagodljivost. Uređaj ne zahtijeva savršeno čisti CO2 – uspješno djeluje i u prisutnosti mješavina plinova koje oponašaju industrijske emisije ili čak atmosferu Marsa.

Kako bi testirali sustav u uvjetima sličnim onima na Crvenom planetu, znanstvenici su koristili mješavinu argona i samo 1 posto CO2, što odgovara rjeđoj atmosferi Marsa, čiji tlak iznosi manje od 1 posto zemaljskog. Iako količina proizvedenog kisika u tim uvjetima nije objavljena, eksperiment potvrđuje da bi ova tehnologija mogla biti korisna u budućim misijama s ljudskom posadom.

Osim što potencijalno otvara vrata opstanku ljudi na Marsu, ova metoda ima širok raspon mogućih primjena na Zemlji. Mogla bi unaprijediti sustave za disanje u podvodnim okruženjima, poboljšati pročišćavanje zraka u zatvorenim prostorima, te ponuditi ekološki prihvatljivo rješenje za obradu industrijskih emisija CO2 – posebno ako se koristi energija iz obnovljivih izvora.

Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Angewandte Chemie, a stručnjaci smatraju da je ovo važan korak prema učinkovitom korištenju CO2 kao resursa – umjesto da ga smatramo isključivo zagađivačem.