นักวิทยาศาสตร์สร้างใบไม้เทียม เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอล

เรารู้ว่าดีกว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เป็นตัวการหนึ่งที่ทำให้โลกของเรามีอุณหภูมิสูงขึ้น ตั้งแต่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมก็ทำให้แก๊ส CO₂ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และปัจจุบันมีแต่จะเพิ่มขึ้นไม่มีที่ท่าว่าจะลดลง

หนึ่งในวิธีการที่จะจัดการแก๊ส CO₂ ในชั้นบรรยากาศให้กลายเป็นสสารหรือพลังงานทางเลือก ก็คือ แปลงมันให้เป็นพลังงานทางเลือก

กลุ่มนักวิจัยนานาชาติจากมหาวิทยาลัย Waterloo รัฐ Ontario ประเทศแคนาดาได้สร้างสารที่ทำหน้าที่เลียนแบบกระบวนของใบไม้ โดยพวกเขาเรียกมันว่า “Artificial Leaf” หรือ “ใบไม้เทียม” (เลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์แสง แต่ไม่ได้เลียนแบบโครงสร้างนะครับ แต่ในอนาคตไม่แน่)

ในธรรมชาติพืชใบเขียวจะเปลี่ยนแก๊ส CO₂ ในอากาศให้เป็นน้ำตาล และออกซิเจน โดยใช้แสงและเม็ดสีที่รู้จักกันดีในชื่อว่า “Chlorophyll” ซึ่งจะดูดซับแสงอาทิตย์ในหลายช่วงคลื่น และเก็บพลังงานในรูปสารเคมี ซึ่งก็คือ “น้ำตาล” นั่นเอง ในขณะที่แก๊สออกซิเจนก็ปลดปล่อยสู่บรรยากาศ

กระบวนการเชิงแสงในใบไม้เทียม

ในขณะที่ใบไม้ในธรรมชาติจะมีผลิตภัณฑ์หลังผ่านปฏิกิริยาเชิงแสง คือ น้ำตาล และออกซิเจน

แต่ผลิตภัณฑ์จากใบไม้เทียมของทีมวิจัยจะออกมาเป็น เมทานอล (Methanol) และ ออกซิเจน (Oxygen)

ศาสตราจารย์ Wu และคณะลูกศิษย์ได้อธิบายจุดสำคัญของกระบวนการสังเคราะห์เมทานอล โดยผมได้เรียงลำดับออกมาเป็นดังนี้ครับ

นักวิทยาศาสตร์สร้างใบไม้เทียม เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอล 2 — Credit : University of waterloo

เตรียมผง Cuprous Oxide – มีสีแดงราคาถูก มักใช้ในวิศวกรรมเคมี ผงดังกล่าวเกิดจากปฏิกิริยาเมื่อเรานำน้ำตาลผสมกับ Copper acetate, Sodium Hydroxide และ Sodium dodecyl sulfate
เติมน้ำที่อุณหภูมิเฉพาะลงไปเล็กน้อย ผสมกับผง Cuprous Oxide จนเป็นสารละลาย จากนั้นฉายแสงขาวไปยังสารละลาย ระหว่างนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จะค่อย ๆ ปั้มเข้าสู่สารละลาย
ได้ผลิตภัณฑ์ออกมาเป็นแก๊สออกซิเจน ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และสารละลายผง Cuprous Oxide จะกลายเป็นเมทานอล (Methanol) ในที่สุด
เนื่องจากเมทานอล (Methanol) มีจุดเดือดน้อยกว่าน้ำ ดังนั้นเมื่อสารละลายถูกให้ความร้อน เมทานอลจะระเหยเป็นไอ จากนั้นเราก็ควบแน่นไอเมทานอลจนเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวตามต้องการ

สุดยอดจริง ๆ

เรียบเรียงโดย Einstein@min

Sources :

[1] New ‘Artificial Leaf’ Uses Sunlight to Turn Carbon Dioxide Into Fuel. sciencealert.com, 2019 : https://www.sciencealert.com/scientists-use-red-powder-and-sunlight-turning-co2-into-fuel-like-an-artificial-leaf
[2] This Artificial Leaf Turns Atmospheric Carbon Dioxide Into Fuel. universetoday.com, 2019 : https://www.universetoday.com/143969/this-artificial-leaf-turns-atmospheric-carbon-dioxide-into-fuel/

ติดตามผ่านช่องทางอื่น ๆ ได้ที่

แอพ Blockdit : https://www.blockdit.com/thaiscience
Instagram : https://www.instagram.com/thaisciencenews
Twitter : https://twitter.com/Thaiphys