Warto tutaj zwrócić uwagę na fakt, że sytuacja jest naprawdę dramatyczna. Naukowcy alarmują, że nawet lasy, które dotychczas uważane były za naszego sprzymierzeńca w walce z dwutlenkiem węgla, tracą swoją wydajność i nie tylko nie są w stanie pochłaniać już większej ilości tego gazu, ale w gorącym i suchym klimacie same zaczynają emitować dwutlenek węgla do atmosfery. To sprawia, że choć obecnie roślinność jest w stanie pochłonąć około 25 proc. CO2 emitowanego przez przemysł, to w najbliższych latach ta liczba będzie spadać.
Teoretycznie przynajmniej dwutlenek węgla, który jest produktem ubocznym spalania paliw opartych na węglu, można przetworzyć na inne produkty. Oczywiście takie związanie węgla w produktach wydaje się na pierwszy rzut oka dobrym rozwiązaniem. Więcej, gdyby udało się zamknąć dwutlenek węgla w obiegu zamkniętym, w którym jest on wielokrotnie wykorzystany, wszyscy by na tym skorzystali. Problem jednak w tym, że procesy przetwarzania dwutlenku węgla na inne produkty wymagają wykorzystania wodoru, a ten jest pozyskiwany w procesach wymagających spalania paliw kopalnych. W efekcie jest to proces nieefektywny z punktu widzenia środowiska.
Czytaj także: Sztuczna fotokataliza jest możliwa. Na jej potrzeby powstał 10-krotnie bardziej wydajny półprzewodnik
Istnieją jednak takie technologie, które umożliwiają wytwarzanie produktów z dwutlenku węgla przy użyciu wody i promieniowania słonecznego. Mowa tutaj oczywiście o fotokatalizie i elektrokatalizie. Tutaj jednak problemem jest niska wydajność procesów produkcyjnych.
Co do zasady, w procesie fotokatalizy, promieniowanie słoneczne padające na powierzchnię półprzewodnika wzbudza elektrony, które przemieszczają się po powierzchni tegoż materiału i reagują z dwutlenkiem węgla (CO2) oraz wodą (H2O). Produktem takiego procesu jest metanol, który można wykorzystać jako paliwo.
Jednym z takich półprzewodników jest azotek węgla. Do zmaksymalizowania wydajności procesu naukowcy z uniwersytetów w Australii, Niemczech i Wielkiej Brytanii podgrzali sam materiał, a następnie w procesie rozpylania magnetronowego, osadzili na jego powierzchni atomy miedzi, które połączyły się z powierzchnią nadprzewodników.
Eksperymenty przeprowadzone na tym materiale przyniosły zdumiewające efekty. Okazało się bowiem, że tak powstały fotokatalizator charakteryzuje się czterokrotnie wyższą wydajnością od zwykłego azotku węgla. Co jednak ważne, w procesie zachodzącym na styku półprzewodnika, wody i dwutlenku węgla powstaje metanol, czyli ekologiczne paliwo, a nie metan, który byłby tylko kolejnym gazem cieplarnianym.
Czytaj także: Nowatorski sposób produkcji wodoru. Poznaliśmy kulisy działania nowej metody
Warto tutaj zwrócić uwagę na fakt, że naukowcy zmodyfikowali materiał dosłownie w nanoskali. W celu osiągnięcia czterokrotnie wyższej wydajności wystarczyło dodanie 1 miligrama miedzi do 1 grama azotku węgla.
Teraz naukowcy będą pracować nad stabilizacją całego procesu i stopniowym jego skalowaniem. Gdyby bowiem okazało się, że można wykorzystać dwutlenek węgla do produkcji ekologicznego, niezwykle cennego paliwa w skali przemysłowej, skorzystałby na tym zarówno przemysł, jak i klimat i — co tu dużo mówić — ludzkość. Jakby nie patrzeć, nowy katalizator składa się z węgla, azotu i miedzi, których na naszej planecie jest pod dostatkiem. Co więcej, nie ma potrzeby wytwarzania wodoru, dzięki czemu nie generuje się dodatkowych gazów cieplarnianych. Być może zatem naukowcy z Nottingham, Queensland, Ulm i Birmingham postawili ważny krok na drodze do wygranej w walce ze zmianami klimatu.