Reaktori i dioksidit të karbonit që do krijojë energji në Mars

Inxhinierët në Universitetin e Cincinnati po zhvillojnë mënyra të reja për të kthyer gazrat serë në karburant për të adresuar ndryshimet klimatike dhe për të marrë astronautët në shtëpi nga Marsi.

Kolegji i Inxhinierisë dhe Shkencave të Aplikuara të UC, Jingjie Wu dhe studentët e tij përdorën një katalizator karboni në një reaktor për të kthyer dioksidin e karbonit në metan. I njohur si “reagimi Sabatier” nga kimisti francez Paul Sabatier, është një proces që Stacioni Ndërkombëtar i Hapësirës përdor për të pastruar dioksidin e karbonit nga ajri që astronautët marrin frymë dhe për të gjeneruar karburant raketash për ta mbajtur stacionin në orbitë të lartë.

Por Wu po mendon shumë më tepër.

Atmosfera e Marsit përbëhet pothuajse tërësisht nga dioksidi i karbonit. Astronautët mund të kursejnë gjysmën e karburantit që u nevojitet për një udhëtim kthimi në shtëpi duke bërë atë që u nevojitet në planetin e kuq sapo të mbërrijnë, tha Wu.

“Likeshtë si një stacion gazi në Mars. Ju lehtë mund të pomponi dioksid karboni përmes këtij reaktori dhe të prodhoni metan për një raketë,” tha Wu.

Studimi i UC u botua në revistën Nature Communications me bashkëpunëtorë nga Universiteti Rice, Universiteti Shanghai dhe Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë i Kinës Lindore.

Wu filloi karrierën e tij në inxhinieri kimike duke studiuar qelizat e karburantit për automjetet elektrike, por filloi të shikonte konvertimin e dioksidit të karbonit në laboratorin e tij të inxhinierisë kimike rreth 10 vjet më parë.

“E kuptova se gazrat serë do të ishin një çështje e madhe në shoqëri,” tha Wu. “Shumë vende e kuptuan se dioksidi i karbonit është një çështje e madhe për zhvillimin e qëndrueshëm të shoqërisë sonë. Kjo është arsyeja pse unë mendoj se ne duhet të arrijmë neutralitetin e karbonit.”

Administrata e Biden ka vendosur një qëllim për të arritur një reduktim prej 50% të ndotësve të gazrave serrë deri në vitin 2030 dhe një ekonomi që mbështetet në energjinë e rinovueshme deri në vitin 2050.

“Kjo do të thotë që ne do të duhet të riciklojmë dioksidin e karbonit,” tha Wu.

Wu dhe studentët e tij, përfshirë autorin kryesor dhe kandidatin për doktoraturë në UC, Tianyu Zhang, po eksperimentojnë me katalizatorë të ndryshëm si pikat kuantike të grafenit – shtresa të karbonit vetëm nanometra të mëdha – që mund të rrisin rendimentin e metanit.

Wu tha se procesi mban premtimin për të ndihmuar në zbutjen e ndryshimeve klimatike. Por gjithashtu ka një avantazh të madh tregtar në prodhimin e karburantit si nënprodukt.

“Procesi është 100 herë më produktiv sesa ishte vetëm 10 vjet më parë. Kështu që ju mund të imagjinoni se përparimi do të vijë gjithnjë e më shpejt,” tha Wu. “Në 10 vitet e ardhshme, ne do të kemi shumë kompani fillestare për ta komercializuar këtë teknikë.”

Studentët e Wu po përdorin katalizatorë të ndryshëm për të prodhuar jo vetëm metan, por etilen. I quajtur kimikati më i rëndësishëm në botë, etileni përdoret në prodhimin e plastikës, gomës, veshjeve sintetike dhe produkteve të tjera.

“Energjia e gjelbër do të jetë shumë e rëndësishme. Në të ardhmen, ajo do të përfaqësojë një treg të madh. Kështu që unë doja të punoja në të,” tha Zhang.

Sintetizimi i karburantit nga dioksidi i karbonit bëhet edhe më komercial, kur shoqërohet me energji të rinovueshme, siç është energjia diellore ose era, tha Wu.

“Tani për tani ne kemi energji jeshile të tepërt që sapo e hedhim. Ne mund ta ruajmë këtë energji të tepërt të rinovueshme në kimikate,” tha ai.

Procesi është i shkallëzuar për t’u përdorur në termocentralet që mund të gjenerojnë ton dioksid karboni. Dhe është efikase pasi konvertimi mund të bëhet pikërisht aty ku prodhohet dioksidi i karbonit të tepërt.

Wu tha se përparimet në prodhimin e karburantit nga dioksidi i karbonit e bëjnë atë më të sigurt se njerëzit do të shkelin në Mars gjatë jetës së tij.

“Tani për tani nëse doni të ktheheni nga Marsi, do t’ju duhet të sillni dy herë më shumë karburant, i cili është shumë i rëndë,” tha ai. “Dhe në të ardhmen, do të keni nevojë për lëndë djegëse të tjera. Kështu që ne mund të prodhojmë metanol nga dioksidi i karbonit dhe t’i përdorim ato për të prodhuar materiale të tjera në rrjedhën e poshtme. Pastaj ndoshta një ditë ne mund të jetojmë në Mars.”