Forskare har skapat ett "konstgjort löv" för att bekämpa klimatförändringar genom att billigt omvandla skadlig koldioxid (CO2) till ett användbart alternativt bränsle.

Den nya tekniken, beskrivs i ett papper publicerat idag i tidningen Naturenergi , inspirerades av hur växter använder energi från solljus för att omvandla koldioxid till mat.

"Vi kallar det ett konstgjort blad eftersom det härmar riktiga löv och fotosyntesprocessen, " sa Yimin Wu, en ingenjörsprofessor vid University of Waterloo som ledde forskningen. "Ett löv producerar glukos och syre. Vi producerar metanol och syre."

Gör metanol från koldioxid, den främsta bidragsgivaren till den globala uppvärmningen, skulle både minska utsläppen av växthusgaser och utgöra ett substitut för de fossila bränslen som skapar dem.

Nyckeln till processen är en billig, optimerat rött pulver som kallas kopparoxid.

Konstruerad för att ha så många åttasidiga partiklar som möjligt, pulvret skapas genom en kemisk reaktion när fyra ämnen - glukos, kopparacetat, natriumhydroxid och natriumdodecylsulfat – tillsätts till vatten som har värmts upp till en viss temperatur.

Pulvret fungerar sedan som katalysator, eller trigger, för en annan kemisk reaktion när den blandas med vatten i vilket koldioxid blåses in och en stråle av vitt ljus riktas med en solsimulator.

"Det här är den kemiska reaktionen som vi upptäckte, "sa Wu, som har arbetat med projektet sedan 2015. "Ingen har gjort det här tidigare."

Reaktionen producerar syre, som vid fotosyntes, samtidigt som koldioxiden i vattenpulverlösningen omvandlas till metanol. Metanolen samlas upp när den avdunstar när lösningen värms upp.

Nästa steg i forskningen inkluderar att öka metanolutbytet och kommersialisera den patenterade processen för att omvandla koldioxid som samlas in från stora växthusgaskällor som kraftverk, fordon och oljeborrning.

"Jag är extremt exalterad över den här upptäcktens potential att förändra spelet, " sa Wu, professor i mekanisk och mekatronik, och en medlem av Waterloo Institute for Nanotechnology. "Klimatförändringar är ett akut problem och vi kan hjälpa till att minska CO2-utsläppen samtidigt som vi skapar ett alternativt bränsle."

Wu samarbetade om tidningen, Fasettberoende aktiva platser för en enskild Cu2O-partikelfotokatalysator för CO2-reduktion till metanol, med Tijana Rajh och andra forskare vid Argonne National Laboratory i Illinois, liksom forskare vid California State University, Northridge, och City University of Hong Kong.