Автомобілі на дизельному паливі становлять значний фактор у викидах вуглекислого газу, що ускладнює зусилля по декарбонізації. За даними Управління енергетичної інформації США, у 2022 році дизельні автомобілі відповідали за приблизно 25% викидів CO2 від транспорту в Сполучених Штатах і близько 10% усіх викидів у сфері енергетики.
Щоб вирішити цю проблему, команда науковців на чолі з Джошуою Юаном із Вашингтонського університету та Сьюзі Дай з університету Міссурі розробила інноваційний метод, який дозволяє за допомогою електрокаталізу перетворювати вуглекислий газ на електробіодизель. Ця нова технологія демонструє у 45 разів вищу ефективність і потребує в 45 разів менше земельних ресурсів, ніж традиційний біодизель на основі сої.
Юань зазначив: "Ця концепція може знайти застосування в контексті циркулярної економіки, виробляючи паливо, хімічні сполуки, матеріали та харчові інгредієнти з негативним рівнем викидів, перевищуючи ефективність фотосинтезу при зменшених викидах вуглецю в порівнянні з нафтохімічними продуктами". Він також підкреслив, що команда вирішила проблеми, які пов'язані з біовиробництвом, розглянувши метаболічні та біохімічні обмеження, пов'язані з діатомовим вуглецем, і подолала їх.
Електрокаталіз дозволяє перетворення CO2 на біосумісні проміжні продукти, такі як ацетат і етанол, які згодом перетворюються на ліпіди або жирні кислоти завдяки мікробам. Цей підхід забезпечує ефективність перетворення вуглекислого газу в ліпіди на рівні 4,5% в сонячній енергії, що є значно вигідніше, ніж традиційний біодизель.
Юань підкреслив, що фотосинтез у наземних рослин зазвичай має ефективність менше 1%, оскільки перетворює менше 1% сонячного світла в біомасу шляхом асиміляції CO2.
Завдяки використанню відновлювальних ресурсів в електрокаталізі, новий метод дозволяє знизити викиди CO2 до 1,57 грама на грам електродизеля, виробленої з побічних продуктів біомаси та етилену, що відкриває можливості для досягнення негативних викидів.
При виробництві традиційного дизельного пального з нафти викидається 0,52 грама CO2 на грам, а при виготовленні біодизеля цей показник становить від 2,5 до 9,9 грама на грам ліпідів.