Μια επιστημονική ομάδα στην Ιαπωνία ανέπτυξε μια καινοτόμο μέθοδο που μοιάζει σχεδόν με σύγχρονη αλχημεία: μετέτρεψε παλιά φωτοβολταϊκά πάνελ και ρύπους από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς σε χρήσιμες οργανικές ενώσεις υψηλής αξίας. Η μέθοδος αυτή προσφέρει διπλό περιβαλλοντικό όφελος: όχι μόνο ανακυκλώνει υλικά που θεωρούνται απόβλητα, αλλά και αξιοποιεί το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) που διαφορετικά θα επιβάρυνε το κλίμα.
Πίσω από την πρωτοποριακή αυτή έρευνα βρίσκονται το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Γιοκοχάμα, η εταιρεία Electric Power Development Co., Ltd., και το Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένης Βιομηχανικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (AIST). Οι επιστήμονες πήραν πυρίτιο από παλιά ηλιακά πάνελ, το επεξεργάστηκαν με υδροχλωρικό οξύ (HCl) για να αυξήσουν τη δραστικότητά του και το χρησιμοποίησαν ως αναγωγικό υλικό για το CO₂.
Ο επικεφαλής της ομάδας, καθηγητής Χημείας Κεν Μοτοκούρα, εξηγεί: «Συνδυάσαμε την ανακύκλωση του πυριτίου με τη δέσμευση CO₂ από θερμικά καυσαέρια, χρησιμοποιώντας το πυρίτιο ως μέσο μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα σε χημικά προϊόντα».
Στο πείραμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πραγματικό καυσαέριο με περίπου 14% περιεκτικότητα σε CO₂. Χωρίς να προηγηθεί καθαρισμός ή διαχωρισμός του διοξειδίου, το αέριο προστέθηκε μαζί με νερό, τετραβουτυλαμμώνιο φθορίδιο (TBAF) και πυρίτιο σε ένα αντιδραστήριο σύστημα. Η αντίδραση αυτή επέτρεψε την απευθείας παραγωγή χημικών ουσιών, χωρίς ανάγκη προηγούμενης επεξεργασίας.
Το βασικό προϊόν ήταν μυρμηκικό οξύ, το οποίο χρησιμοποιείται σε γεωργικές, υφαντουργικές και άλλες βιομηχανικές εφαρμογές. Η απόδοση έφτασε το 73%, κάτι που κρίνεται ιδιαίτερα υψηλό για τέτοιου είδους διεργασίες. Επιπλέον, παρήχθη φορμαμίδιο, σημαντικό στην παρασκευή φαρμάκων και χημικών ενώσεων. Αυτά τα αποτελέσματα επιτυγχάνονται χάρη στην ιδιότητα του πυριτίου να δίνει ηλεκτρόνια, τα οποία συμβάλλουν στη διάσπαση των μορίων του CO₂.
Το εντυπωσιακό είναι ότι η μέθοδος δεν απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες ή πιέσεις, ούτε εξειδικευμένο εξοπλισμό. Όλη η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί με απλό εξοπλισμό και υπό ήπιες συνθήκες, κάτι που τη διαφοροποιεί από τις μέχρι σήμερα γνωστές λύσεις.
Η ανακάλυψη αυτή δεν περιορίζεται μόνο στο εργαστήριο. Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η τεχνολογία τους έχει πρακτικές εφαρμογές σε βιομηχανικές μονάδες, όπου το CO₂ παράγεται σε μεγάλες ποσότητες. Αν το μοντέλο υιοθετηθεί ευρύτερα, μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για πιο βιώσιμες λύσεις στον τομέα των αποβλήτων και της κλιματικής πολιτικής.
Η αξιοποίηση των παλιών φωτοβολταϊκών πάνελ, που αυξάνονται συνεχώς καθώς λήγει η διάρκεια ζωής τους, συνδυάζεται εδώ με την ανάγκη μείωσης των αερίων του θερμοκηπίου. Αντί να θάβονται ή να αποστέλλονται για καύση, τα πάνελ αποκτούν δεύτερη ζωή, συμμετέχοντας στη χημική μετατροπή του CO₂ σε ωφέλιμα προϊόντα.
Όπως δηλώνουν οι υπεύθυνοι του έργου, ο στόχος τους είναι διττός: αφενός να δώσουν λύση στο πρόβλημα των παλαιών φωτοβολταϊκών, αφετέρου να επιδείξουν έναν εφικτό, αποδοτικό και οικονομικό τρόπο δέσμευσης και αξιοποίησης του CO₂. Μέσω αυτής της συνδυαστικής καινοτομίας, η τεχνολογία γίνεται σύμμαχος της κυκλικής οικονομίας.