Исследовательская группа под руководством Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, разработала новую технику, которая может эффективно преобразовывать CO2 из газа в твердые частицы углерода.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, предлагает альтернативный путь безопасного и постоянного удаления парниковых газов из нашей атмосферы.
Современные технологии улавливания и хранения углерода сосредоточены на сжатии CO2 в жидкую форму, транспортировке его в подходящее место и закачке под землю.
Но реализации препятствовали инженерные проблемы, проблемы, связанные с экономической жизнеспособностью и экологические проблемы, связанные с возможными утечками из мест хранения.
Исследователь RMIT доктор Торбен Даенеке сказал, что преобразование CO2 в твердое вещество может быть более устойчивым подходом.
«Хотя мы не можем буквально повернуть время вспять, превращение углекислого газа обратно в уголь и закапывание его в землю немного похоже на перемотку часов выбросов», – сказала Дейнеке, научный сотрудник Австралийского исследовательского совета DECRA.
"На сегодняшний день CO2 превращается в твердое вещество только при чрезвычайно высоких температурах, что делает его промышленно нежизнеспособным.
«Используя жидкие металлы в качестве катализатора, мы показали, что можно снова превратить газ в углерод при комнатной температуре. Этот процесс является эффективным и масштабируемым.
"Хотя необходимо провести дополнительные исследования, это важный первый шаг к обеспечению надежного хранения углерода."
Как работает конверсия углерода
Ведущий автор, доктор Дорна Эсрафилзаде, научный сотрудник вице-канцлера инженерной школы RMIT, разработала электрохимический метод улавливания и преобразования атмосферного CO2 в твердый углерод, который можно хранить.
Чтобы преобразовать CO2, исследователи разработали жидкометаллический катализатор со специфическими поверхностными свойствами, которые сделали его чрезвычайно эффективным в проведении электричества при одновременной химической активации поверхности.
Двуокись углерода растворяется в химическом стакане, заполненном жидким электролитом и небольшим количеством жидкого металла, который затем заряжается электрическим током.
CO2 медленно превращается в твердые хлопья углерода, которые естественным образом отделяются от поверхности жидкого металла, что позволяет непрерывно производить углеродсодержащее твердое вещество.
Эсрафилзаде сказал, что произведенный углерод также может использоваться в качестве электрода.
«Дополнительным преимуществом этого процесса является то, что углерод может удерживать электрический заряд, превращаясь в суперконденсатор, поэтому он потенциально может быть использован в качестве компонента в будущих транспортных средствах."
"Этот процесс также производит синтетическое топливо в качестве побочного продукта, которое также может иметь промышленное применение."
Исследование проводилось в Исследовательском центре MicroNano RMIT и в Центре микроскопии и микроанализа RMIT под руководством ведущего исследователя, почетного члена RMIT и лауреата премии ARC, профессора Куроша Калантар-Заде (ныне UNSW).
Исследование проводится при поддержке Центра перспективных технологий низкоэнергетической электроники (FLEET) Австралийского исследовательского совета и Центра передового опыта в области электроматериаловедения ARC (ACES).
В сотрудничестве участвовали исследователи из Германии (Университет Мюнстера), Китая (Нанкинский университет аэронавтики и астронавтики), США (Университет штата Северная Каролина) и Австралии (UNSW, Университет Вуллонгонга, Университет Монаша, QUT).