Wykorzystanie siły sprawczej obywateli w celu obniżenia emisji dwutlenku węgla: pierwsze globalne próby utworzenia domowego paliwa z atmosferycznego CO2
Jednym z obszarów, w które mogą się zaangażować konsumenci, którym zależy na uzyskaniu gospodarki niskoemisyjnej, jest sektor ogrzewania odpowiedzialny za około 54% wszystkich unijnych emisji CO2 w 2016 r. (dane z Eurostatu). Aby pomóc ograniczyć emisję, projekt Gensoric (willpower – make your own fuel from CO2) otrzymał wsparcie UE, by opracować swój system „willpower” – pierwszy światowy system wykorzystujący CO2 do wytwarzania paliwa stosowanego między innymi do ogrzewania. U podstaw tego rozwiązania leży opatentowana i kompleksowo zweryfikowana technologia elektro-biokatalityczna działająca w warunkach otoczenia. willpower wytwarza metanol z powietrza (atmosferycznego CO2) oraz wody. Jako że reakcje chemiczne zachodzą w bardzo łagodnych warunkach, z wykorzystaniem standardowych enzymów i bez użycia materiałów niebezpiecznych czy zbiorników pod wysokim ciśnieniem, system można wdrożyć bez konieczności spełniania specjalistycznych wymogów bezpieczeństwa. Stwarza to niesamowity potencjał rynkowy. Inteligentne elektrody Projekt „willpower” opracował elektrody, które tworzą właściwe warunki dla zajścia pożądanej reakcji chemicznej. Jako koordynator projektu, Antonio Martinez wyjaśnia: „Wszystko zaczęło się od szalonego pomysłu stworzenia inteligentnych elektrod. Elektrody są tradycyjnym sposobem uzyskania napięcia i wytworzenia elektronów, jednak nasze dodatkowo „wyczuwają” temperaturę roboczą, poszerzając zakres swych możliwości”. W tym przypadku oznacza to dopilnowanie, by w reakcjach chemicznych uzyskiwano dużą ilość produktu końcowego. Wyjaśniając proces elektro-biokatalityczny, Martinez porównuje go z odwrotnością tego, co robią nasze wątroby, przetwarzając alkohol, jako że wykorzystuje on enzymy, by doprowadzić do kaskady trzech reakcji chemicznych w celu przekształcenia alkoholu w wodę, CO2 (który zostanie wydalony) oraz ciepło. Zespól zbudował komorę reaktora, wykorzystując swe specjalne elektrody i enzymy, które – po związaniu atmosferycznego CO2 w wodzie – ułatwiają właściwą kolejność reakcji chemicznych w celu wytworzenia energii przechowywanej w formie metanolu. Jako że metanol jest niezwykle bezpieczny i łatwo go transportować, może być wykorzystywany na żądanie. Martinez podsumowuje: „Kiedy zdamy sobie sprawę z tego, że potrzeba 625 kg akumulatorów litowo-jonowych, by przechować tyle energii, ile zawiera 10 kg metanolu, metanol okazuje się być bardzo sensowną i wydajną alternatywą". Na potrzeby projektu konieczne było wykorzystanie w komorze reaktora dostępnych na rynku niespecyficznych enzymów zapewniających wydajność na poziomie około 20%. Jednakże twórcy projektu mają pewność, że dopasowane enzymy mogą podwoić tę wartość, zaś przy zastosowaniu dodatkowych środków (obecnie opracowywanych) wydajność mogłaby wzrosnąć do poziomu około 80%. System (reaktory oraz moduły pozyskiwania CO2 bazujące na technologii kosmicznej) zaprojektowano tak, by miał konstrukcję modułową, co oznacza, że można go rozbudowywać lub minimalizować w zależności od potrzeb, przez co jest wystarczająco elastyczny, by można w nim było wykorzystywać CO2 z innych źródeł, takich jak układy wydechowe. Potencjał wprowadzenia rewolucyjnych zmian Technologia ta może naprawdę zmienić obecną sytuację. Jak opowiada Antonio Martinez: „Po pierwsze dowiedziono, że przekonanie, iż spalanie zawsze zatruwa środowisko, jest fałszywe. Nasz system jest nie tylko ekologiczny i neutralny pod względem CO2; w istocie CO2 jest tu użytecznym składnikiem. Co więcej, po raz pierwszy obywatele będą mieć bezpośredni dostęp do zdecentralizowanej produkcji energii”. Oprócz ograniczenia emisji „willpower” wpisuje się w inne strategie UE. Na przykład poprzez oferowanie alternatywnych rozwiązań dla importu ropy naftowej i gazu z niestabilnych regionów. Ponadto wykorzystywanie głównie energii ze źródeł odnawialnych oznacza, że można przechowywać taką energię w większym zakresie niż w przypadku zasilaczy i akumulatorów. Aby wprowadzić to rozwiązanie na rynek, zespół optymalizuje wydajność i koszty, testując nowe materiały do produkcji elektrod i dostosowując enzymy katalityczne tak, by zwiększać ilość uzyskiwanego metanolu. Dodatkowo, gdy metanol spala się na potrzeby ogrzewania, wydziela wodę i CO2, zaś zespół chce je ponownie wykorzystać jako produkty, z których wytworzy jeszcze więcej metanolu.
Słowa kluczowe
willpower, CO2, energia, metanol, akumulator, neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla, elektro-biokatalityczny, ogrzewanie, paliwo, enzymy katalityczne, reaktor
