Новый катализатор, который может расщеплять углекислый газ, позволит использовать углерод из атмосферы в качестве топливного источника, так же как это делают растения.

"Очень стабильная связь в CO2 является одной из самых крупных проблем в синтетической химии", говорит Фредерик Гоеттманн (Frederic Goettmann), химик из Института Макса Планка в Потсдаме, Германия. "Но растения справляются с этим уже миллионы лет".

Растения используют энергию солнечного света, чтобы расщеплять относительно стабильные химические связи между атомами углерода и кислорода в молекуле углекислого газа. Во время фотосинтеза, молекула CO2 изначально связана с атомами азота, образуя химически активные структуры, названные карбоматами. Эти менее стабильные компоненты могут распасться, позволив углероду принять участие в синтезе растительных продуктов, таких как сахароза и белки.

В попытке сымитировать этот природный процесс, Гоеттманн и его коллеги Арне Томас (Arne Thomas) и Маркус Антониетти (Markus Antonietti) разработали свой собственный основывающийся на азоте катализатор, который может вырабатывать карбаматы. Графитная составляющая сделана из ровных слоев углерода и атомов азота, упорядоченных в шестиугольники.

Команда нагрела смесь из CO2 и бензола с катализатором до температуры 150ºC, и с давлением в три раза выше атмосферного. Во время этой первой ступени катализатор позволил образовать из CO2 реагирующий карбамат, так же как это происходит в растениях.

Дальше катализатор позволил молекулам бензола захватить атом кислорода из CO2 в карбамат, образуя фенол и химически активные виды угарного газа. "Угарный газ может использоваться для образования новых связей углерод-углерод", объясняет Гоеттманн. "Мы предприняли первый шаг для использования углекислого газа из атмосферы в качестве источника для химического синтеза".

Последующая очистка позволит химикам уменьшить свою зависимость от ископаемых топлив, в качестве источников для производства химикатов.