Науковий світ вже багато разів спробував перетворити вуглекислий газ на топливо або хімічні реагенти, але всі ці спроби мають недоліки і далекі від 100-% ефективності. Ці реакції часто призводять до утворення побічних продуктів у вигляді водню або карбонатів і надмірного витрачання енергії. Проте вчені з США розробили технологічний процес, за якого відбувається абсолютно ефективне перетворення CO2 у топливо або хімічні реагенти з використанням дешевого цинкового каталізатора. Це змінює все. Відкриття зробили дослідники зі Школи молекулярної інженерії Притцкера Чиказького університету. Результати дослідження були опубліковані у журналі Nature. Вчені поставили перед собою завдання створити умови для найвищого контролю над молекулами води у розчині, щоб кожен протон у електрохімічному процесі перетворення CO2 у щось корисне витрачався не марно на утворення водню або карбонатів, а використовувався для синтезу синтетичного топлива чи хімічних реагентів: етанолу, метилового спирту, мурашиного кислоти і інших сполук.
«Представте собі, що ми можемо отримувати екологічно чисту електроенергію від сонця та вітру, а потім використовувати її для перетворення будь-якого вуглекислого газу знову у топливо», — поділився своїм баченням перший автор статті Реджі Гомес.
Дослідники не стали винаходити велосипед, а взяли до уваги добре відому реакцію електрохімічного відновлення діоксиду вуглецю (CO2R, електрохімічне зведення діоксиду вуглецю). У ході цієї реакції вуглекислий газ в присутності води розпадається на атоми вуглецю, кисню і водню, подібно кулькам на більярдному столі після першого удару. Задача полягала в тому, щоб зібрати необхідні молекули без утворення побічних продуктів. Вчені вирішили цю проблему шляхом контролю за поведінкою молекул води в розчині. Для цього вони експериментували з його кислотністю та регулювали електрохімічні і електростатичні зв’язки молекул.
Найкращий результат був отриманий в присутності каталізаторів з золота, срібла і платини. Ці метали найбільш ефективно пригнічували реакції утворення водню під час електрохімічної реакції. Але для масового виробництва хімічних реагентів і синт