Спирт из воздуха своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 18.09.2024
Основатели стартапа Air Co. придумали идеальный способ бороться с изменением климата. На заводе в Бруклине, работающем исключительно на солнечной энергии, они производят экологически чистую водку из углекислого газа и воды
Водку, как правило, не считают статусным напитком, в отличие, к примеру, от бурбона или коньяка. Она прочно ассоциируется со студенческими вечеринками и похмельем. Новый стартап Air Co. пытается улучшить репутацию этого напитка. На небольшом экологичном заводе в Бруклине основатели компании производят не простую водку: при ее изготовлении применяется не традиционный метод брожения, а новая запатентованная технология, с помощью которой выбросы углекислого газа преобразуются в этиловый спирт. Затем из него делают водку премиум-класса. На изготовление одной бутылки уходит около 0,2 куб. м углекислого газа из атмосферы.
Спустя два года исследований и разработок основатели Air Co. анонсировали свой первый потребительский продукт. Предприниматели утверждают, что благодаря уникальному производственному процессу их водку можно назвать одной из самых чистых в мире. Впоследствии они планируют заняться изготовлением парфюмерии и других популярных продуктов, для производства которых применяется этанол.
Тандем из списка Forbes
Они познакомились на саммите Forbes Under 30 в 2017 году. До этого Константайн попал в рейтинг 30 самых перспективных маркетологов моложе 30 лет, а Шиэн стал участником рейтинга самых перспективных молодых специалистов в энергетике. Оба хотели основать социально ответственную компанию. В то время Шиэн был генеральным директором стартапа Catalytic Innovations, который занимался продажей антикоррозионных покрытий для нефтепроводов. Он создал его, когда получал степень кандидата наук в Йельском университете.
Благодаря опыту работы в Smirnoff Константайн придумал идеальный способ борьбы с изменением климата: производить водку исключительно из углекислого газа и воды.
Основатели Air Co. гордятся своей тщательно продуманной схемой производства. Их оборудование улавливает углекислый газ, который местные компании выбрасывают в атмосферу. Часть выбросов CO2 поступает и от других ликероводочных заводов, поскольку двуокись углерода — это побочный продукт брожения, то есть традиционного метода производства большинства алкогольных напитков.
И это еще не все: оборудование Air Co. работает не на газе, а исключительно на солнечных батареях, расположенных на крыше завода.
Пока что Константайн и Шиэн продают экологичную водку только в розничных магазинах Нью-Йорка и ресторанах вроде BondSt, Gramercy Tavern и Chinese Tuxedo. Вскоре они планируют расширить географию и запустить заводы в других городах США, чтобы максимально сократить выбросы и там.
Физики из Национальной лаборатории Оак-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) министерства энергетики США разработали электрохимический процесс, позволяющий превратить углекислый газ - СО2 - в этанол, то есть этиловый спирт. Находка, как признались официальному сайту ORNL сами ученые, во многом оказалась случайной.
Команда использовала катализатор, изготовленный из углерода, меди и азота, а также электрический ток, чтобы вызвать сложную химическую реакцию, которая по существу является обратной процессу горения. При нем, как известно, выделяется углекислый газ, а ученые смогли превратить его обратно в топливо.
С помощью нанокатализатора, который содержит множество точек для протекания реакции ("наноиглы"), растворенный в воде углекислый газ превращается в этанол, выход именно этого вещества составил в результате эксперимента 63 процента. Хотя обычно этот тип электрохимической реакции приводит к появлению смеси нескольких продуктов, состоящих из водорода, кислорода и углерода в различных сочетаниях.
- Мы пытались сделать первый шаг в предлагаемой реакции, когда вдруг поняли, что катализатор делает всю реакцию самостоятельно, - отметил ведущий автор исследования Адам Рондинон. - На входе мы берем углекислый газ, а на выходе получаем в основном топливо. Это стало сюрпризом, потому что получить этанол из СО2 напрямую с одним катализатором очень сложно.
Новизна примененного катализатора заключается в его структуре, представляющей собой насаженные на углеродные "иглы" наночастицы меди. Ученые сравнили это с 50-нанометровыми молниеотводами, которые концентрируют электрохимическую реактивность на кончике острия. Этот подход позволяет избежать использования дорогостоящих или редких металлов, таких как платина, которые ограничивают экономическую жизнеспособность подобных проектов.
- Используя обычные материалы, но расположив в соответствии с нанотехнологией, мы выяснили, как ограничить побочные реакции и в конечном итоге получить то, что действительно требуется, - пояснил Рондинон.
Ученые уверены, что этот подход может быть применен в промышленных масштабах, в частности, для хранения избытков электричества от ветровых или солнечных электростанций - с помощью сделанного открытия энергию можно будет запасать в виде этанола.
В 2017 году химик Стаффорд Шихан (Stafford Sheehan) подарил другу необычную бутылку выпивки. Напиток он изготовил сам — но весьма своеобразным способом. Доктор Шихан изобрел технологию изготовления алкоголя из двуокиси углерода — парникового газа, который связывают с климатическими изменениями.
Но когда наши изготовители водки из Бруклина вместе с девятью другими финалистами из самых разных мест (Новая Шотландия — более прочный бетон, Индия — ингредиент для фармацевтики, Китай — замена пластика) приближались к финишу, состязание пришлось остановить из-за коронавируса.
По словам Экставура, этот необычный конкурс напоминает о том, что пока мир сосредоточился на коронавирусе, другие, более медлительные кризисы типа изменений климата, продолжают разрастаться. Прошедшее десятилетие было самым теплым за всю историю, а полярная ледовая шапка сегодня тает в шесть раз быстрее, чем в 1990-е годы.
Вместо того, чтобы сосредоточиться на способах уменьшения выбросов парниковых газов, организаторы подошли к решению задачи с другого конца. Фонд предложил создать финансовые стимулы для компаний, производящих в больших количествах углекислый газ, если они найдут способ использовать его, а не выбрасывать в атмосферу. Технически такое возможно, но никакой прибыли это не дает.
Доктор Экставур сказал, что новые сроки для проведения финального тура конкурса пока не назначены. По этой причине борющиеся за деньги команды оказались в сложном положении, лишившись на время возможности привлечь к себе внимание потенциальных инвесторов и клиентов.
Найвен написал магистерскую диссертацию о том, как превращать углекислый газ в бетон. А после выпуска он решил взять 10 000 канадских долларов, оставшихся от неиспользованного студенческого кредита, и последовать за своей подругой в Галифакс, чтобы реализовать свою идею на практике.
Проведя несколько экспериментов, Найвен нашел один метод, позволяющий переоборудовать бетонные заводы таким образом, чтобы они использовали меньше цемента, который является самым дорогим и углеродоемким компонентом бетона. Для этого в конце технологической операции в бетон надо впрыскивать углекислый газ. Компания получила деньги из фонда венчурного капитала, председателем правления которого является Билл Гейтс.
Сначала скейтборды, потом авиационное топливо
Водка или дезинфицирующее средство для рук?
Когда доктор Шихан и Константин объединили усилия, им надо было расширять свой бизнес. Со временем они построили производственное помещение площадью 200 квадратных метров в районе Бушвик в Бруклине, где полно художников и промышленных зон. На получение одних только разрешений у них ушло почти два года.
По словам Константина, более 60 заведений Нью-Йорка подписали с ними контракты на покупку этой водки. Конечно, пандемия коронавируса все затормозила, так как бары, рестораны и магазины закрылись.
Американские физики получили спирт из воздуха. Этому открытию уже обещают большое будущее. Исследователи национальной лаборатории в Оук-Ридж, если совсем по-простому, запустили процесс обратный горению. Сама идея качать этанол из воздуха не нова, но до сих пор на выходе в нем было много бесполезных и даже вредных примесей.
Американские физики для эксперимента использовали графен: материал сложили в гармошку, добавили в углубление медь и пропустили через все это электрический ток с водой и углекислым газом. В результате полученная жидкость состояла на 60% из чистого спирта. Как так вышло, ученые до конца не понимают, но это неважно: главное, что технология проста, готова к промышленному применению, и есть идеи, где ее использовать, например, на солнечных и ветряных электростанциях, где излишки энергии можно переводить в биотопливо.
Напрашиваются и другие идеи. Набор компонентов для получения спирта подкупает своей простотой: розетка, вода, катализатор и воздух. Так нужны ли все эти сложные процессы брожения, дистилляции и очистки, или теперь производить топливо можно будет в каждом доме?
директор центра исследований федерального и региональных рынков алкоголя (ЦИФРРА)
Эксперт по алкогольному рынку Эркин Тузмухамедов тоже сомневается в том, что спирт из воздуха когда-либо попадет на прилавки продуктовых магазинов — такому стартапу не суждено сбыться.
эксперт по алкогольному рынку
Остается единственный способ использовать спирт из воздуха как топливо. Но тут американские физики не сказали главного: сколько энергии тратится на его добычу, и окупит ли конечный продукт эти энергозатраты.
Читайте также: