«Tehislehed» teevad süsihappegaasi uuesti kütuseks

Uus tehnoloogia võimaldab eraldada heitgaasina tekkivat CO2 atmosfäärist. Foto: SCANPIX

Kliimasoojenemise ühe peasüüdlase õhust eemaldamise tehnoloogia matkib puulehti. Suure efektiivsusega reaktsiooni saaduseks on vingugaas, millest saab hõlpsasti toota näiteks metaani.

Kõigis põlemisreaktsioonides, olgu selleks siis tuli saunaahjus või plahvatused sisepõlemismootoris, vabanev CO₂ on vist tänapäeva tuntuim keemiline ühend. Samal ajal kui üle maailma tehakse pingutusi selle heidete vähendamiseks uurivad teadlased mitmel pool ka võimalusi gaasi atmosfäärist eemaldamiseks. Senised katsed seda tehnoloogiliste meetoditega atmosfäärist eraldada on enamasti ebaõnnestunud või osutunud liiga kulukaks. Nii on fotosünteesivad taimed jätkuvalt ainsad, kes CO₂-st suhkrute sünteesimisega hakkama saavad.

Ajakirjas Science avaldatud uuringus kirjeldavad USA Energiaministeeriumi Argonne’i laboratooriumi ja Illinois' ülikooli teadlased aga uut tehnoloogiat, mis suudab rakendada sama põhimõtet nagu puulehed ja eraldada süsihappegaasi atmosfäärist märkimisväärse efektiivsusega.

Oma uuringus alustasid teadlased vajaliku reaktsiooni algataja-aine ehk katalüsaatori otsimisega. Taimedes täidab seda otstarvet orgaaniline ensüüm, kuid katsete käigus tuli välja, et sama otstarvet võib täita ka metalliühend volfram diseleniid (WSe₂). Maksimaalse kontakti ja eripinna saavutamiseks vermiti sellest nanomõõtmetes helbekesed, mille servadel reaktsioonid toimusidki. Tulemusena ei saadud siiski veel suhkruid ega kütteväärtusega ühendeid, vaid tavalise vingugaasi (CO). See on küll samuti kasvuhoonegaas, kuid erinevalt CO₂-st on vingugaas väga reaktiivne ja sellest vajalike kütuste, näiteks metaani tootmiseks on vajalikud meetodid olemas.

Kuna reaktsioon on lehtedes toimuvaga siiski väga sarnane, panid teadlased oma seadme kokku «kunstlehe» kujul, mis täidab paljuski samu funktsioone nagu tavaline taimeleht: püüab päikesevalgusest footoneid, lõhuvad vee molekuli, seejärel ka süsihappegaasi oma ja panevad kogu asja uuesti kokku vingugaasi ja veena.

Seejuures on uus tehnoloogia ka väga efektiivne. Volframkatalüsaatorite eluaeg on ligi 100 tundi ja energiakaod minimaalsed.

«Me põletame nii palju erinevaid süsivesinikke, et kütuste majanduslikult otstarbeka taaskasutamise viisi leiutamisel võib olla väga suur mõju,» kommenteeris uuringus osalenud füüsik Peter Zapol avastuse tähtsust Science Daily-le.