- NileRed 花了兩年時間從空氣合成乙醇，最終獲得少量液體。
- 合成過程中，催化劑的製作是主要挑戰之一。
- Braun 設計了定製的高壓氣體傳遞系統以解決氫的擴散問題。
- 最終產品含約 7% 乙醇，Braun 對結果表示滿意。
化學 YouTuber Nigel Braun，更廣為人知的名稱為 NileRed，花了兩年時間嘗試從普通空氣中的氣體合成乙醇。最終的結果是，一小瓶液體，主要由水組成，含有約 7% 的乙醇，並伴隨少量甲醇。他仍然嘗試了這液體，表示「這…實際上相當不錯」。該項目記錄在一段 80 分鐘的 YouTube 影片中，並於 8 月 9 日被 Gizmodo 報導，吸引了廣泛的關注，既因為其雄心壯志的企圖，也因其特有的失敗結果。
這個項目的化學原理在理論上是簡單的。空氣中包含二氧化碳和水蒸氣，而乙醇的化學式為 C2H6O，包含碳、氫和氧。整體框架已經明確：從空氣中提取 CO2 和氫，找到一種催化劑將它們結合成乙醇，並收集產品。然而，問題在於每一步的細節。這些細節的困難程度足以消耗 Braun 兩年的生命及大量昂貴且冷門的設備。
催化劑製作的挑戰
催化劑的製作耗時數月，最根本的障礙就是催化劑。CO2 和氫並不會自發地結合成乙醇，它們需要催化劑來引導反應朝著正確的產品進行，而不是產生各種其他化合物。Braun 評估了多種選擇，發現現有的催化劑要麼成本過高，要麼難以合成，或選擇性不足。最終，他選擇了一種雙組分的鐵基催化劑，這種催化劑的製作並不比其他選項容易。他的第一次合成嘗試花了五天，產出 1.8 克的催化劑材料，但他需要 25 克。
理論上的簡單與實際的困難之間的差距已經顯而易見。儘管如此，Braun 仍然堅持，經過額外數周的努力，最終生產出足夠數量的催化劑兩部分。
氣體傳遞系統的設計
第二個主要的複雜性是氣體傳遞系統。該反應要求在高温反應器中以精確的壓力結合 CO2 和氫。然而，氫的存在帶來了特定的工程問題。由於氫原子非常小，會在高壓下擴散進入金屬晶體晶格，使其變得脆弱且結構不可靠。標準的氣體處理設備並未設計用於這種應用，因此 Braun 必須從頭設計並建造一套定製的高壓傳遞系統。此外，源材料的問題也更加微妙。CO2 每個碳原子已經包含兩個氧原子，這意味著在任何額外的化合物進入系統之前，它已攜帶過量的氧。
直接將水蒸氣引入反應器會增加更多氧，造成反應性問題。Braun 的解決方案是首先使用氫氣發生器分解水，並僅將氫送入反應器，將氧留在外面。
經過兩年的催化劑合成、定製工程及故障排除，反應器終於產出結果。收集到的液體約含有 7% 的乙醇，其餘為水和微量的甲醇，而甲醇在足夠劑量下是有毒的。Braun 的樣本量相對較小，因此甲醇含量並不是實際的擔憂，這使他能夠小心翼翼地品嚐產品。他的評價是正面的。Braun 並不將這個結果視為最終答案，他希望使這個過程可擴展到生產整瓶乙醇，並消除甲醇的污染。甲醇是 CO2 氫化反應的副產品，與乙醇一同產生。
是否證明這是一條可行的有用合成燃料的路徑，取決於產率和選擇性是否能夠遠遠超越這次的首次嘗試。
NileRed 的創新與挑戰
NileRed 的實驗展示了從空氣合成乙醇的潛力，儘管面臨多重技術挑戰。催化劑的選擇和氣體傳遞系統的設計是成功的關鍵。這項研究不僅引起了公眾的關注，也反映了可再生能源領域的創新努力。未來的研究能否提高產率和選擇性，將決定這一方法的實用性。