Ученые из университета Райса в Хьюстоне, США, разработали сравнительно простой и дешевый способ превращения углекислого газа в новый вид топлива. Это муравьиная кислота, которая хоть и не пригодна для применения в двигателях напрямую, но может служить эффективным носителем водорода. Газообразный водород трудно сжать, зато в составе концентрата муравьиной кислоты его можно запасти в тысячу раз больше на единицу объема емкости.
С производством и очисткой муравьиной кислоты есть свои сложности, поэтому установку по преобразованию CO2 в концентрат спроектировали с нуля. В основе технологического процесса два ноу-хау: применение твердых электролитов и использование катализатора из висмута. Твердый электролит из полимерного основания очень важен, так как, в отличие от жидкого раствора, не содержит примесей. И это уже избавляет от необходимости дополнительно очищать муравьиную кислоту.
Что касается висмута, то, как заявляет автор разработки Чуань Ся, если раньше его производили в граммах, то теперь они нашли способ получать килограммы этого металла без особых затрат. Это позволяет пропускать CO2 через многослойную решетку из висмута, чтобы превратить его в отрицательно заряженную молекулу – формиат. Тот диффундирует в электролит, где встречается с ионами водорода, выделяющимися из второй каталитической реакции с водой. На выходе получается 30 % концентрат муравьиной кислоты.
Эксперименты показали, что подобный процесс позволяет конвертировать 42 % электрической энергии в энергию химических связей. Не самый плохой КПД для топливных систем, а если брать CO2 прямо из выбросов в атмосферу, а энергию из возобновляемых источников, то технология становится в разы более рентабельной. Сейчас ученые работают над модернизацией установки, чтобы научится получать еще более чистую кислоту.