Eftersom 70 procent av den globala efterfrågan på energi tillgodoses genom förbränning av fossila bränslen som kol och naturgas, det är inte förvånande att vi pumpar enorma mängder klimatvarnande koldioxid i atmosfären-en häpnadsväckande 35,8 miljarder ton (32,5 miljarder ton) under 2017, enligt International Energy Agency.

Men även om rena energikällor som vind och solenergi ökar snabbt över planeten, vi kommer antagligen fortfarande att använda fossila bränslen också under överskådlig framtid. Därför är det många som vill kolfångstteknologi för kraftverk som ett sätt att minska utsläppen. Petra Nova kraftverk nära Houston, för närvarande världens största kolavskiljningsanläggning efter förbränning, behöll mer än 1 miljon ton (907, 000 ton) kol från att komma ut i atmosfären under de första nio månaderna efter att det gick online i januari 2017.

Använda det kol vi fångar

Men det leder till en annan fråga. Vad gör vi med all den koldioxiden? Att förvara den under jorden är ett alternativ. Men i en artikel som publicerades den 29 mars, 2018 i den vetenskapliga tidskriften Joule, en grupp kanadensiska och amerikanska forskare beskriver en ännu mer spännande lösning. Insamlad CO2 kan omvandlas till andra molekyler för att skapa bränslen för att lagra energi som genereras av vindkraftverk eller solpaneler, samt att leverera råvaror för tillverkning av plast och andra produkter.

"Betrakta detta som en form av artificiell fotosyntes, "Phil De Luna, en doktorand i materialvetenskap vid University of Toronto och en av artikelns författare, förklarar. "Växter tar CO2 och solljus och vatten och gör sockerarter och andra saker som de behöver för att leva. Vi tar energi och CO2 och omvandlar det till saker som vi kan använda."

Enligt De Luna, omvandling av överskott av koldioxid till bränsle som lagringsmedium skulle lösa ett av förnybar energis intermitterande problem - det vill säga dippen i produktionen som uppstår när solen går bakom molnen eller vinden slutar blåsa. Och som en vätska, det skulle också vara lättare att transportera än energi lagrad i tung, skrymmande batterier.

När det gäller förnybar energi, "Det finns ett stort gap i lagring just nu, och denna CO2 ger en lösning, "Säger De Luna.

Insamlad CO2 kan också användas för att tillverka råvaror som eten, en kemisk råvara som härrör från olja och naturgas som är utgångspunkten för plast (som denna primer från Pennsylvania State University beskriver). Det skulle inte bara lagra kolet, men också bidra till att minska efterfrågan på olja och gas. Processen kan till och med ge en lösning för det växande miljöproblemet med plastföroreningar, mycket av dem tar sig in i världens hav. Plast kan återvinnas mer effektivt genom att bränna det, fånga CO2 och använda den för att göra ny plast. "Nu, du har en sluten slinga som kan minska plastavfall, "De Luna förklarar.

Direkt extraktion från atmosfären

Även när kraftproduktionen gradvis övergår till förnybara källor, det kommer fortfarande att finnas gott om koldioxidutsläpp från andra industriella källor, såsom stålverk och cementtillverkningsanläggningar, Säger De Luna. I sista hand, vi kanske ser storskaliga CO2-fabriker som utvinner kol direkt från atmosfären. (Climeworks, ett schweiziskt företag, redan är föregångare till sådan teknik).

"I den stora visionen, vi skulle aldrig behöva utvinna fossila bränslen från marken alls, "De Luna sa." Du kan göra produkter av CO2 från atmosfären. "

Även om nuvarande teknik för CO2 -omvandling fortfarande är i sin relativa linda, De Luna och hans kollegor förväntar sig stora genombrott under de kommande decennierna. Elektrokemisk omvandling av CO2 är närmast kommersialisering, de noterar i artikeln. Femtio år eller mer, CO2 kan omvandlas med hjälp av molekylära maskiner eller nanoteknik.

"Detta är fortfarande teknik för framtiden, "Oleksandr Bushujev, en annan medförfattare och en postdoktor vid University of Toronto, noteras i ett pressmeddelande. "Men det är teoretiskt möjligt och genomförbart, och vi är glada över dess omfattning och implementering. Om vi ​​fortsätter att arbeta med detta, det är en tidsfråga innan vi har kraftverk där CO2 släpps ut, fångad, och konverterade. "

De Luna och hans kollegor vid University of Torontos Sargent Group är bland semifinalisterna för Carbon XPrize, en global tävling på 20 miljoner dollar för att utveckla banbrytande teknik för att omvandla koldioxidutsläpp till värdefulla produkter som bränslen, byggmaterial och föremål för daglig användning.