Innovazione nanotecnologica: ora è possibile produrre alcol dall'aria

I dipendenti dell'American Institute of Physics hanno inventato i più recenti "nano-aghi" in grafene e rame che convertono l'anidride carbonica in particelle di alcol etilico sfruttando il potenziale energetico della corrente elettrica. Questi dati sono descritti sulla rivista Chemistry Select.

"La nostra scoperta è stata fatta, si potrebbe dire, per caso. All'inizio del nostro percorso, ci eravamo prefissati un compito simile, ma avevamo pianificato di dedicare molto più impegno e tempo alla sua realizzazione. Si è scoperto che la trasformazione avviene praticamente in modo indipendente, senza la nostra partecipazione attiva" - questa è l'affermazione di uno dei partecipanti all'esperimento, un dipendente del laboratorio nazionale di Oak Ridge (Tennessee).

Vale la pena notare che nell'ultimo decennio gli scienziati hanno ripetutamente tentato di trasformare i componenti atmosferici in combustibile e altre sostanze. Ad esempio, quest'anno, a metà estate, i fisici di Chicago hanno inventato una specifica nanobatteria solare che utilizza un flusso di energia luminosa per la decomposizione molecolare dell'anidride carbonica. Ciò ha permesso di produrre idrogeno e monossido di carbonio per la produzione finale di metano, alcol etilico e altri tipi di biocarburanti.

Gli esperti lavorano da tempo a questi processi, cercando di identificare i metodi più ottimali per decomporre l'anidride carbonica, con un insieme minimo di prodotti di trasformazione ausiliari (spesso inutili o addirittura francamente superflui).

I nanotecnologi hanno scelto il rame come sostanza principale che facilita il processo, poiché le sue proprietà si adattano perfettamente alla reazione di riduzione dell'anidride carbonica.

Il problema era che il rame, a seguito della trasformazione, contribuiva alla formazione non di uno, ma di diversi componenti, il che rappresentò un serio ostacolo all'applicazione di questa scoperta nell'industria.

Eppure, il problema è stato risolto utilizzando anche un altro materiale rivoluzionario, super resistente e ad alto consumo energetico: il grafene.

Dopo aver dato al foglio di grafene una forma unica, i tecnici vi hanno applicato parzialmente nanoparticelle di rame. Ciò ha permesso di garantire che le molecole di anidride carbonica venissero decomposte solo in determinate aree, in particolare sulle punte dei "nano-aghi".

Nel corso dell'esperimento, i ricercatori sono riusciti a prendere il controllo del processo e hanno provocato la conversione del 60% dell'anidride carbonica in etanolo.

Finora, molti dettagli di questa nanoreazione rimangono irrisolti. Tuttavia, la tecnologia è già prossima all'utilizzo per la produzione industriale di alcol. Inoltre, la nuova produzione sarà più redditizia: con un costo relativamente basso delle sostanze catalizzatrici, è possibile ottenere praticamente qualsiasi quantità del prodotto finale, l'alcol etilico.

Secondo le ipotesi degli specialisti, i risultati di questo studio possono anche essere utilizzati per accumulare energia aggiuntiva, che potrebbe essere concentrata in batterie solari o altri dispositivi di accumulo. L'energia ottenuta può quindi essere utilizzata come combustibile biologico per diverse esigenze domestiche e industriali.

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