Cercetătorii de la Universitatea Nanjing din China au dezvoltat un dispozitiv electrochimic capabil să descompună direct dioxidul de carbon (CO₂) în carbon și oxigen pur. Un progres științific major care ar putea juca un rol-cheie în explorarea spațială, în special pe Marte, dar și în alte medii extreme, cum ar fi fundul mărilor sau sistemele de purificare a aerului.
Până în prezent, producerea oxigenului din CO₂ a necesitat procese complexe, adesea limitate de condiții stricte de temperatură și presiune. Oamenii de știință au încercat mult timp să reproducă artificial fotosinteza naturală, procesul prin care plantele transformă CO₂ în oxigen prin acțiunea luminii și a hidrogenului. Însă aceste încercări s-au dovedit ineficiente din cauza numeroaselor constrângeri tehnice. Cu această nouă abordare, cercetătorii chinezi au reușit să ocolească aceste dificultăți prin utilizarea unei metode electrochimice inovatoare. Dispozitivul lor se bazează pe un proces care implică litiu ca intermediar și un catalizator nanometric bazat pe ruteniu și cobalt. Rezultatul: un randament de oxigen de peste 98,6%, cu mult peste cel al fotosintezei naturale.
Dispozitivul dezvoltat de echipa chineză este conceput pentru a separa CO₂ direct în componentele sale fundamentale. Atunci când o cantitate de dioxid de carbon este introdusă în catodul sistemului, are loc o reacție chimică în două etape:
Formarea carbonatului de litiu (Li₂CO₃): CO₂ reacționează cu litiul, formând un compus solid.
Producerea de oxigen și carbon: într-o a doua etapă care implică oxidarea electrocatalitică, carbonatul de litiu este transformat în oxid de litiu (Li₂O) și carbon elementar. Oxidul de litiu este apoi transformat înapoi în ioni de litiu, eliberând oxigen gazos ca produs secundar.
Folosind această tehnică, cercetătorii au obținut un randament impresionant, depășind metodele actuale și deschizând calea pentru numeroase aplicații.
Unul dintre cele mai promițătoare aspecte ale acestei descoperiri este potențialul său pentru explorarea spațiului. În special, atmosfera de pe Marte este formată din mai mult de 95% CO₂, cu o presiune mult mai scăzută decât pe Pământ. Capacitatea de a extrage oxigen direct din CO₂ ambiental reprezintă un avantaj considerabil pentru viitoarele misiuni cu echipaj uman pe Planeta Roșie.
În articolul lor, publicat în Angewandte Chemie International Edition, oamenii de știință afirmă că și-au testat deja dispozitivul într-un mediu care simulează condițiile de pe Marte, folosind un amestec de gaze compus din argon și o concentrație scăzută de CO₂. Deși rezultatele exacte ale acestui experiment nu au fost încă prezentate, cercetătorii sunt convinși că această tehnologie ar putea revoluționa modul în care astronauții își produc propriul oxigen în spațiu.
Dincolo de domeniul spațial, această descoperire ar putea avea aplicații și pe Pământ. O utilizare potențială este purificarea aerului în medii închise, cum ar fi submarinele sau stațiile spațiale. Prin conversia CO₂ în oxigen pur, acest dispozitiv ar putea oferi o soluție eficientă pentru sistemele de supraviețuire în medii extreme. În plus, această metodă ar putea contribui la combaterea emisiilor industriale de CO₂. Prin captarea și conversia directă a dioxidului de carbon în carbon solid și oxigen, ar putea deveni, de fapt, parte a eforturilor de reducere a amprentei de carbon a fabricilor și centralelor electrice.
Loading ...
