気候変動と戦うほとんどの方法は、温室効果ガスの排出を削減することです。クリーンな発電所を発明し、環境に優しい車を設計します。 次に、すでに放出された大気からガスを引き出すことに焦点を当てた研究者の陣営があります。
いわゆる「二酸化炭素回収」は議論の余地があり、非現実的または不適切であるとしてしばしば却下されています。 しかし、排出量を削減するための世界的な取り組みが困難であり、時には失望することが証明されているため、このアプローチはますます魅力的に思えます。
カリフォルニア大学バークレー校の科学者による新しい発明は、炭素回収の新しい試みを提供します。 研究者は、二酸化炭素を酸素と一酸化炭素に分解することで二酸化炭素を破壊するナノ材料を作成しました。
科学者は長い間、その分子を分裂させることによって二酸化炭素を取り除くことを試みてきました。 これらの分割の試みはエネルギー集約型である場合があり、環境上の目的に反します。 そのため、研究者はさまざまな触媒を使用して反応を高速化し、分子を分割するのに必要な電力量を削減しました。 多くの科学者は、これらの反応を起こすために、リング状の有機分子であるポルフィリンに注目しています。 ポルフィリンはその中心にさまざまな原子を持つことができますが、この目的に使用されるのはコバルトポルフィリンで、特に触媒活性があります。 これらのポルフィリンが、2つの電極、電解質、および溶解した二酸化炭素を含む溶液に添加されると、ポルフィリンは電解質に引き付けられます。 これにより、電子は二酸化炭素に移動し、一酸化炭素と酸素に分割されます。 しかし、このアプローチは完璧ではありません。 ポルフィリンは凝集し、時間の経過とともに有効性を失い、プロセスを実現するために使用される解決策は、それ自体が環境的に疑わしいものです。
バークレーの研究者は、ポルフィリンをメッシュ状の物質に結合する多孔性ナノ材料を作成することにより、これに対処する新しい方法を発見したようです。 これは共有有機フレームワーク（COF）と呼ばれます。 二酸化炭素はCOFを透過し、わずかなエネルギーで一酸化炭素と酸素に分解します。 浮遊性ポルフィリンを使用して二酸化炭素を分解するよりも約60倍効率的に機能します。 この研究は、 サイエンス誌に報告されました。
COF（科学）の拡大画像 それでは、プロセスによって作成された酸素と一酸化炭素で何ができるのでしょうか？
「一酸化炭素は、一酸化炭素をベースにした燃料を製造する化学産業の原料の1つであるため、重要です」と、この研究の主任研究者の1人であるクリスチャン・ディアックスは述べています。 「基本的には廃棄物である二酸化炭素を使用し、それを燃料に変えることです。」
将来的には、工場はこれらのナノ材料のシートを煙突などの二酸化炭素生成領域の周りで使用し、燃料のために直接一酸化炭素に変えることができます。 しかし、これは道のりの長い道のりです。
「二酸化炭素削減のようなものを大規模に実現したい場合、政府のインセンティブが常に必要だと思います」とDiercks氏は言います。
これまでのところ、研究室では一度に30ミリグラムというわずかな量の材料しか製造していません。 生産には数日かかりますので、産業レベルで実施するにはプロセスをより効率的にする必要があります。 研究者の次のステップは、一酸化炭素をより効率的に燃料に変換する方法を検討することです。
