Metanol kao gorivo budućnosti? Hrvatski znanstvenici kažu - da
Jedan od industrijski važnih procesa za uklanjanje ugljikova dioksida iz atmosfere je njegovo prevođenje u metanol, stoga je pronalazak učinkovitog katalizatora, novog materijala, koji bi omogućio ovakvu učinkovitu pretvorbu u fokusu znanstvenika diljem svijeta. Zeleni kemičari s Instituta Ruđer Bošković, u suradnji s kolegama sa slovenskog Kemijskog Inštituta (KI) i Sveučilišta MCGill u Kanadi, razvili su novi materijal za katalitičku pretvorbu ugljikovog dioksida u metanol.
Riječ je o učinkovitoj i okolišno-održivoj mehanokemijskoj sintetskoj strategiji sinteze novog katalitičkog materijala za selektivnu hidrogenaciju ugljikovog dioksida u metanol. Ovi najnoviji rezultati istraživanja objavljeni su u ugledom znanstvenom časopisu ACS Applied Materials & Interfaces koje izdaje Američko kemijsko društvo (ACS).
Danas već postoji izraz 'ekonomija metanola' koja predviđa da će se metanol u budućnosti nametnuti kao ključni spoj za pohranu energije, kao gorivo, te izvor ugljika za sintezu vrijednih spojeva. Učinkovita sinteza metanola iz ugljikovog dioksida predstavlja primjer održive kemijske reakcije dodane vrijednosti, s velikim ekonomskim potencijalom. Katalitička hidrogenacija ugljikovog dioksida je jedna od industrijski obećavajućih reakcija, ali je bazirana na neselektivnoj kemijskoj reakciji koja ovisno o reakcijskom putu može rezultirati sintezom metanola, ugljikovog monoksida, metana, ili različitih ugljikovodika. Iz toga razloga se konstantno traže i razvijaju katalizatori koji će tu kemijsku reakciju odvesti u željenom smjeru.
Kako bi doskočili ovom izazovu doktorandi Tomislav Stolar i Valentina Martinez, dr. sc. Bahar Karadeniz, predvođeni dr. sc. Krunoslavom Užarevićem s IRB-a i dr. sc. Tomislavom Friščićem sa Sveučilišta McGill, razvili su bimetalni porozni koordinacijski materijal korištenjem učinkovite i okolišno-održive sintetske strategije temeljene na mehanokemijskoj pripremi bimetalnih metaloorganskih mreža 74 (MOF-74), koju su ova dva tima opisala još 2019. godine.
Rezultati su pokazali da bimetalni CuZn-MOF-74 materijal s poroznom uređenom saćastom kristalnom rešetkom ima umjerenu katalitičku aktivnost za sintezu metanola. S druge strane, post-sintetskom mehanokemijskom amorfizacijom istoimenog materijala dobiven je neporozni materijal s defektnim koordinacijskim sferama oko atoma bakra i cinka koji je pokazao višestruko poboljšanje katalitičke aktivnosti te selektivnosti za sintezu metanola.
Prekomjerna upotreba fosilnih goriva rezultirala je značajnim porastom antropogene emisije ugljikovog dioksida i u današnje doba je prepoznata kao jedan je od glavnih uzročnika klimatskih promjena. Međunarodne inicijative za ublažavanje ovog problema i osiguravanja budućnosti naše planete, poput inicijative Europske komisije, slažu se da je uz smanjenje emisija ugljikovog dioksida nužno razviti znanstveno-tehnološka rješenja koja će ugljikov dioksid uklanjati iz atmosfere i, u idealnim ga slučajevima, prevesti u iskoristive kemijske spojeve. Jedan od industrijski važnih procesa za uklanjanje ugljikova dioksida iz atmosfere je njegovo prevođenje u metanol.