Šis blizgus, spalvotas ir įspūdingai atrodantis metalo gabalas yra bismutas. Jis yra naudojamas labai plačiai – nuo šaunamųjų ginklų iki kosmetikos reikmenų. O dabar Delavero universiteto tyrėjai nustatė specializuotą šio metalo savybę, vadinama „kataliziniu plastiškumu“, kurią galima panaudoti konvertuojant anglies dioksidą į skystą kurą ir pramonines chemines medžiagas.
Delavero universiteto profesorius Joelio Rosenthalio atliktas bismuto tyrimas gerokai išplečia jo panaudojimo galimybes. Jis atrado „magišką metalą“, kuris gali padėti sumažinti CO2 kiekio didėjimą Žemės atmosferoje ir užtikrinti tvarius kuro gamybos būdus.
Rosenthalis su Delavero universiteto Chemijos ir biochemijos katedros tyrėjais atrado, kad bismutas turi neįprastą savybę, kuri gali būti panaudota padėti aplinkai. Jis gali suveikti kaip cheminė „kibirkštis“ šiltnamio reiškinį sukeliančių dujų konvertavimui į skystą kurą ir pramonines chemines medžiagas. Tyrimų rezultatai buvo paskelbti „American Chemical Society“ leidžiamame „ACS Catalysis“ žurnale.
Rosenthalis nurodo specializuotą bismuto savybę – „katalizinį plastiškumą“. Kai per ploną bismuto sluoksnį, kuris yra sūrių skysčių vonioje, į kurią įeina imidazolio ir amidino jonų, paleidžiama elektros srovė, Rosenthalis su savo komanda gali „reguliuoti“ cheminę reakciją taip, kad anglies dioksidas būtų konvertuojamas į skystą kurą, tokį kaip benzinas ar skruzdžių rūgštis – į vertingą ir daugialypės paskirties cheminę medžiagą, kuri naudojama nuo žmonių maisto ir gyvulių pašarų išsaugojimo iki gumos ir odos gamybos, dirbtinių kvapiųjų medžiagų ir kvepalų gamybos.
Tradiciškai chemikai turėjo sukurti naują katalizatorių, skirtą skatinti kiekvieną skirtingą cheminę reakciją atskirai ir žingsnis po žingsnio, – teigė Rosenthalis, todėl šis metodas – naudojant vieną katalizatorių, kuris gali būti pritaikytas efektyviai skatinti kelių tipų reakcijas – „labai neįprastas“.
„Mes stengiames praplėsti šios idėjos ribas, – sakė Rosenthalis. – Mūsų nauji atradimai yra svarbūs technologiniu požiūriu. Manome, kad ši technologija leis atsinaujinančius energijos šaltinius, tokius kaip saulės ir vėjo energija, panaudoti taip, kad būtų galima tiesiogiai gaminti skystąjį kurą. Tačiau yra dar svarbiau tai, kad ši „katalizinio plastiškumo“ koncepcija rodo galimus paradigmos pasikeitimus, naują mąstymo būdą apie atsinaujinančios energijos konversiją, katalizę ir kuro gamybą.“
Rosenthalis su komanda kiek ankščiau pademonstravo, kad bismuto drauge su tam tikromis skystosiomis druskomis sukuriama nebrangi katalizė kovertuoja CO2 ir atsinaujinančią energiją į dujinį kurą, kaip anglies monoksidą. Šiame tyrime jie nustatė, kad galima panaudoti tas pačias medžiagas, kuriose yra įvairių druskų, kad CO2 būtų tiesiogiai paverstas skystu kuru.
„Mane ilgai žavėjo katalizės sritis, – sakė Rosenthalis. – Mąstant apie tai, kaip paimti kažką pigaus ir gausaus bei tai paversti kažkuo daug naudingesniu ir vertingesniu, neišnaudojant daug papildomos energijos, man visada įsijungia vaizduotė. Čia yra filosofinių paralelių tarp katalizės ir senovės alchemikų. Alchemija yra platus žodis, tačiau kai kuriais atvejais tai ką mes tyrinėjame yra modernioji alchemija – efektyviai transformuoti CO
Kokią įtaką Rosenthalio technologija gali turėti dabartiniam Žemės CO2 lygiui?
„Sunku numatyti tiesioginį poveikį tam lygiui, – sakė jis. – Ši technologija leistų mums pagaminti skystąjį kurą naudojant atsinaujinančią elektros energiją iš saulės ir vejo. Tai savo ruožtu sumažintų tradicinių naftos išteklių poreikį, todėl būtų išmetama mažiau CO2.“
Praėjusį balandį Žemės atmosferoje buvo pasiektas aukščiausias anglies dioksido lygis, skaičiuojant nuo to momento, kai žmonija pradėjo stebėti šį rodiklį. Havajuose esanti Mauna Loa observatorija užfiksavo didesnį nei 410 ppm rodiklį.
Rosenthal‘is su šiuo iššūkiu dirba aštuonerius metus ir neketina sustoti. „Man yra svarbu rasti chemines medžiagas, kurios sušveltintų anglies dioksido lygį atmosferoje“, – sakė Rosenthalis.
