แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันวิจัย EPFL ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ได้พัฒนาเทคนิคใหม่ของการอิเล็กโทรไลซิสด้วยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากลวดนาโนคอปเปอร์ออกไซด์ (Copper oxide) กับทินออกไซด์ (Tin Oxide) ที่สามารถแยก CO2 ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์
ทองแดง (Copper) และดีบุก (Tin) เป็นแร่ที่มีอยู่อย่างมากมายและราคาไม่แพง ดังนั้นกระบวนการนี้จึงสามารถเพิ่มขนาดได้โดยไม่ทำให้ต้นทุนสูง และปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลซิสที่ใช้ในการแยก CO2 ก็ทำขึ้นได้ไม่ยาก
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่พัฒนาขึ้นโดย Marcel Schreier และ Jingshan Luo ทำโดยใช้ฟิล์มบางอะตอมเดียวของทินออกไซด์ทับบนลวดนาโนคอปเปอร์ออกไซด์ ให้ฟิล์มของทินออกไซด์กักเก็บพลังงานที่ปกติจะสูญหายไปเมื่อคอปเปอร์ออกไซด์ถูกใช้เป็นขั้วไฟฟ้า
ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกนำไปรวมกับระบบอิเล็กโทรไลซิสของ CO2 และเชื่อมต่อเข้ากับโซลาร์เซลล์ ระบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นขั้วไฟฟ้าทำหน้าที่สองอย่าง ทั้งเปลี่ยน CO2 เป็น CO และผลิตก๊าซออกซิเจนผ่านทางปฏิกิริยาการสังเคราะห์ออกซิเจน (oxygen evolution reaction) ผลิตภัณฑ์ทั้งสองจะถูกแยกด้วยแผ่นเมมเบรนแบบสองขั้ว
ด้วยการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ระบบสามารถเปลี่ยน CO2 เป็น CO ด้วยประสิทธิภาพที่ 13.4% และยังมีประสิทธิภาพในการส่งผ่านประจุไฟฟ้าหรือ Faradaic efficiency สูงถึง 90% อีกด้วย
“ผลงานนี้ได้สร้างเกณฑ์มาตรฐานใหม่สำหรับการลด CO2 ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์” Luo กล่าว
“นี่เป็นครั้งแรกที่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำหน้าที่สองอย่างและมีราคาถูกได้มีการทดลองให้เห็นจริง” Schreier กล่าวเสริม “มีตัวเร่งปฏิกิริยาไม่กี่ชนิดนอกเหนือจากพวกที่มีราคาแพงอย่างทองคำหรือเงินที่สามารถเปลี่ยน CO2 เป็น CO ในน้ำได้ ซึ่งสำคัญต่อการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอย่างมาก”
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมที่สามารถทำได้อย่างเช่นที่เครื่องจับก๊าซ CO2 ของ Climeworks ในกรุงซูริค สวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งมีเป้าหมายในการจับก๊าซ CO2 ออกมาจากอากาศแล้วส่งไปเป็นปุ๋ยที่โรงเรือนเพาะปลูก
ถ้าเครื่องจับก๊าซ CO2 ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแล้วละก็ ตอนนี้เราก็มีวิธีที่จะเปลี่ยน CO2 ที่จับมาได้ไปเป็นเชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพแล้วเช่นกัน
ข้อมูลและภาพจาก phys.org, sciencealert