Vedci chcú diamantmi čistiť vzduch

— Lenka Uherová

Vzduch, ktorý dýchame, sa znečisťuje čoraz rýchlejšie, čo sa veda snaží najrôznejšími spôsobmi spomaliť. Samotné riešenia ale niekedy dokážu životnému prostrediu tiež uškodiť, keďže produkujú veľa odpadu, či potrebujú množstvo energie. Vedci však prišli na nový spôsob zníženia množstva emisií v ovzduší, ktorý sa inšpiroval priamo z prírody.

Vedci chcú diamantmi čistiť vzduch

Ilustračná fotografia, zdroj: pixabay.com/ cygig

Nadýchnuť sa skutočne čistého vzduchu začína byť čoraz väčší problém. Dôkazom sú napríklad veľkomestá, ktoré sú bez ohľadu na počasie prikryté šedým oparom z oxidu uhličitého z našich áut.

Vedci sa preto rozhodli odstrániť vedľajší produkt cestovania a vyvinuli novú technológiu, ktorá využíva diamanty. Tie totiž dokážu zachytávať CO2 zo vzduchu a premieňať ho na iné chemické látky, ako napríklad uhľovodík, či metanol.

Nové látky, ktoré by z procesu vznikli, sa podľa vedcov dajú využiť ako palivo pre elektrické autá, či ako prísady do nových chemických zlúčenín. Neľahkú úlohu sa snažia výskumníci splniť v rámci európskeho projektu DIACAT, ktorého cieľom je znižovať nielen emisie z áut, ale aj z tovární.

Inšpiráciou je fotosyntéza

Výskumníci na čistenie vzduchu nepoužívajú drahé kamene vyťažené spod zeme. Na svoju prácu potrebujú syntetické nanodiamanty, ktoré vyrábajú priamo v laboratóriách.

V samotnom procese vedci nevyužívajú celé diamanty, ale len tenučké vrstvy, ktoré presvecujú určitou vlnovou dĺžkou svetla. Diamanty pod jej vplyvom uvoľňujú elektróny, ktoré potom cestujú k ich povrchu, kde reagujú s oxidom uhličitým. Ich reakciou vzniká nová látka.

Vedci sa pri vývoji technológie inšpirovali jedným z najzákladnejších dejov v prírode – fotosyntézou. Prispôsobené diamanty totiž chemické látky menia podobne, ako rastliny svetelnú energiu na chemickú,ktorú potrebujú na svoj rast.

„Samotný oxid uhličitý je veľmi ťažké transformovať na niečo užitočné, keďže ​​nie je veľmi reaktívny," uviedla pre magazín programu Horizont 2020 profesorka Anke Krueger, ktorá projekt DIACAT vedie. Vysvetlila tiež, že zvyčajne sú na transformáciu CO2 v laboratóriu potrebné nákladné technológie a vzniká pri tom veľa odpadu. Ich cieľom je ale dosiahnuť opačný efekt. Chcú si brať príklad z prírody a neškodiť životnému prostrediu.

Nadopované diamanty

Napriek doterajším výsledkom čaká vedcov ešte veľa práce. Potrebujú napríklad zistiť, ktoré roztoky sú pre proces ideálne, či aké vlastnosti by mali samotné diamanty presne mať.

Prirodzenou vlastnosťou diamantov totiž napríklad je, že izolujú elektrinu. V tomto prípade z nich ale vedci musia urobiť polovodiče, a tak ich nadopovali bórom. Vďaka tomu môžu diamanty ponárať do roztokov a využívať ich ako elektródy.

V rámci projektu DIACAT môžu vedci spolupracovať s odborníkmi z celej Európy a nachádzať nové riešenia a technológie. Pomocou sofistikovanej techniky profesora Emada Aziza z Freie Universität v Berlíne tak napríklad môžu pozorovať, ako diamant v reálnom čase uvoľňuje elektróny. To im pomáha pochopiť, čo sa vlastne na jeho povrchu deje, vďaka čomu môžu materiál vylepšiť.

Aby mohli vedci schopnosti diamantu aktivovať a premeniť ho napríklad na palivo, musia zatiaľ využívať ultrafialové svetlo. Ak by sme však chceli systém využívať vo veľkom, musia vedci vyvinúť zariadenie, ktoré by im dovolilo používať aj slnečné svetlo.

Problémom je tiež veľká spotreba energie. Technológia by mala životnému prostrediu pomôcť a nie ho ešte viac zaťažiť. Vedci preto chcú, aby dokázala fungovať pri čo najnižšej, to znamená aspoň izbovej, teplote.

Výskumníci dúfajú, že prototyp vyvinú do troch rokov. Profesorka Anke Krueger ale odhaduje, že môže trvať ďalších desať až dvadsať rokov, kým sa technológie dostanú až na trh.

Odporučiť e-mailom

Komentáre

Prihláste sa na odber noviniek zo sveta vedy priamo do Vášho e-mailu

* povinné polia