Инженеры из Университета Иллинойсса (США) и исследовательского подразделения компании Toyota представили новый метод извлечения углекислого газа прямо из атмосферы, который работает по принципу зарядки и разрядки аккумулятора. Эта технология относится к прямому улавливанию воздуха и призвана бороться не только с новыми выбросами, но и с объемами CO2, которые уже накопились в атмосфере за десятилетия. В отличие от большинства существующих способов, новый подход не использует нагревание, а полагается на электричество и водные химические реакции внутри электрохимического устройства. Результаты работы опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.
Большинство климатологов сходятся во мнении, что даже значительное сокращение текущих выбросов не позволит достичь климатических целей без активного удаления уже накопленного углерода. Современные технологии в основном работают на точечных источниках, например, на трубах электростанций, где концентрация CO2 высока. Однако они не решают проблему газа, который уже рассеян в воздухе в низких концентрациях.
Ключевое усовершенствование заключается в использовании специальных электродов из диоксида марганца и особого метода перемещения заряженных частиц. В устройстве изменяют кислотность соленого раствора: когда раствор становится более щелочным, он активно поглощает CO2 из окружающего воздуха. На следующем этапе кислотность возвращают к исходному уровню, и углекислый газ выделяется обратно в чистом виде, после чего его можно хранить или использовать.
Чтобы повысить эффективность, исследователи подошли к проектированию циклов как к классической термодинамической задаче. Вместо привычных показателей давления и объема они использовали концентрации углерода и ионов калия в растворе. Это позволило точно определить точки, где теряется энергия, и перестроить работу системы для большей производительности.
Несмотря на обнадеживающие первые результаты, до промышленного внедрения еще далеко. Главная техническая проблема заключается в смешивании двух жидких потоков внутри устройства, которое происходит при переключении режимов. Это снижает общую эффективность: сейчас инженеры ищут способы минимизировать такое смешивание или полностью обойти эту проблему. По оценкам авторов, проект помогает найти новые пути решения сложных задач по разделению газов и вписывается в долгосрочную стратегию снижения углеродного следа.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что медный катализатор превращает углекислый газ в полезное топливо.