Группа исследователей во главе с доктором Стюартом Личтом из Университета имени Джорджа Вашингтона разработала новый метод, чтобы экономно преобразовать атмосферный углекислый газ непосредственно в очень ценные углеродные нановолокна.Это ложно-цветное изображение показывает углеродные нановолокна. Кредит изображения: Стюарт Личт.“Мы нашли способ использовать атмосферный углекислый газ, чтобы произвести высокопродуктивные углеродные нановолокна.
Такие нановолокна используются, чтобы сделать сильные углеродные соединения, такие как используемые в Boeing 787 Dreamliner, а также в высококачественном спортивном инвентаре, лезвиях ветряного двигателя и массе других продуктов”, объяснил доктор Личт.Из-за его эффективности новым процессом можно управлять, используя только несколько В электричества, солнечного света и большого количества углекислого газа.В ее корне система использует электролитические синтезы, чтобы сделать нановолокна.
Углекислый газ расщеплен на высокотемпературную электролитическую ванну литых карбонатов на уровне 1 380 градусов по Фаренгейту (750 градусов Цельсия). Атмосферный воздух добавлен к гальваническому элементу.“Однажды там, углекислый газ распадается, когда подвергнуто теплу и постоянному току через электроды никеля и стали. Углеродные нановолокна растут на стальном электроде, куда они могут быть удалены”, сказал доктор Личт.
Чтобы привести синтезы в действие, тепло и электричество произведены через гибрид и чрезвычайно эффективную систему солнечной энергии концентрации.Система сосредотачивает лучи Солнца на фотогальванической солнечной батарее, чтобы произвести электричество и на второй системе, чтобы выработать тепло и тепловую энергию, которая повышает температуру гальванического элемента.Ученые оценивают, что затраты электроэнергии на этот ‘солнечный, тепловой, электрохимический процесс составляют приблизительно 1 000$ за тонну углеродного продукта нановолокна, что означает, что стоимость управления системой является сотнями времен меньше, чем ценность продукции продукта.
“Мы вычисляем, что с физической областью меньше чем 10% размер пустыни Сахара, наш процесс мог удалить достаточно углекислого газа, чтобы уменьшить атмосферные уровни к тем из доиндустриальной революции в течение десяти лет”, сказал доктор Личт.В это время система экспериментальна. “Мы расширяемся быстро и скоро должны быть в диапазоне создания десятков граммов нановолокон часом”, сказал доктор Личт.Один прогресс, которого недавно достигли исследователи, является способностью синтезировать углеволокна, использующие еще меньше энергии чем тогда, когда процесс был первоначально развит.
“Углеродный рост нановолокна может произойти на уровне меньше чем 1 В на уровне 1 380 градусов по Фаренгейту (750 градусов Цельсия), который, например, является намного меньше, чем 3-5 В, используемых в промышленном формировании (на 1 000 градусов Цельсия) на 1 832 градуса по Фаренгейту алюминия”.Доктор Личт и его команда сообщили об их результатах сегодня на 250-й Национальной Встрече & Выставке американского Химического Общества в Бостоне, Массачусетс.