Электричество против CO₂. Ученые разработали перспективный способ очистки атмосферы без высоких температур
Ученые из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне совместно с исследователями из североамериканского научно-исследовательского института компании Toyota разработали новую технологию прямого улавливания углекислого газа из воздуха.
В отличие от большинства существующих методов, требующих высоких температур для поглощения и высвобождения CO₂, новая разработка использует электрический ток и химические реакции в обычном солевом растворе.
Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Environmental Science & Technology .
Как отмечают авторы исследования, улавливание углерода непосредственно из атмосферы критически важно, поскольку традиционные промышленные фильтры работают только на точечных источниках выбросов (например, на заводских трубах) и не способны удалить газ, уже накопившийся в воздухе, где его концентрация значительно ниже.
Новое устройство работает по принципу электрохимической батареи. Ключевым элементом технологии является использование специальных электродов из диоксида марганца, стабилизированного калием, в так называемой катионно-компенсированной ячейке. Под воздействием электрического заряда устройство изменяет уровень кислотности (pH) солевого раствора. На первом этапе раствор становится более щелочным, благодаря чему активно поглощает CO₂ из окружающего воздуха. На втором этапе щелочность снижается, что заставляет систему высвобождать накопленный углерод в чистом концентрированном виде, готовом к безопасному подземному хранению или дальнейшему промышленному использованию.
При проектировании системы инженеры опирались на законы классической термодинамики, которые обычно используются при строительстве тепловых электростанций. Это позволило детально проанализировать потери энергии и оптимизировать потоки жидкостей.
На данный момент разработка находится на начальной стадии. Главной проблемой для ученых остается нежелательное смешивание двух различных потоков жидкости при переключении циклов работы устройства, что снижает его общую эффективность.
В настоящее время команда работает над совершенствованием конструкции, чтобы предотвратить это явление и подготовить технологию к масштабированию, что станет важным шагом на пути к глобальной декарбонизации.