Поскольку углекислый газ накапливается в атмосфере, недостаточно просто ограничить наши выбросы — нам нужно будет активно удалять часть того, что мы уже выпустили. Исследователи из Токийского столичного университета разработали новое соединение, которое, как сообщается, может удалять углекислый газ из окружающего воздуха с эффективностью 99 процентов и как минимум в два раза быстрее, чем существующие системы.
Технологии прямого улавливания воздуха (DAC) обычно удаляют углекислый газ, пропуская воздух или выхлоп через какой-либо фильтр или катализатор, включая магнитные губки, цеолитную пену или материалы из глины или кофейной гущи. Другие пропускают воздух через жидкость , которая может либо поглощать CO2, либо заставлять его разделяться на твердые кристаллы или хлопья.
Новое соединение относится к последней категории, известной как системы разделения жидкой и твердой фаз. Изучая серию жидких аминосодержащих соединений, команда Токийского метрополитена обнаружила, что изофорондиамин (IPDA) особенно эффективно улавливает углекислый газ.
В ходе испытаний команда обнаружила, что IPDA может удалять более 99 процентов CO2 из воздуха с концентрацией 400 частей на миллион (ppm) — примерно на том уровне, который в настоящее время содержится в атмосфере. Этот процесс также происходил намного быстрее, чем другие методы улавливания углерода, удаляя 201 миллимоль CO2 в час на моль соединения. Это как минимум в два раза быстрее, чем у других лабораторных систем DAC.
Загрязняющее вещество отделялось в виде хлопьев твердого материала карбаминовой кислоты, которые можно было относительно легко удалить из жидкости. При необходимости его можно преобразовать обратно в газообразный CO2 путем нагревания до 60 °C (140 °F), что также высвобождает исходный жидкий IPDA, готовый для повторного использования. Независимо от того, хранится ли углерод в твердом или газообразном состоянии, его можно хранить или повторно использовать в промышленных или химических процессах.
Диаграмма, иллюстрирующая, как новая технология прямого захвата воздуха может в конечном итоге быть запущена в работу. Токийский столичный университет
Новая система многообещающая, но, конечно, всегда остается вопрос масштаба. Ежегодно человечество выбрасывает в атмосферу около 30 миллиардов тонн углекислого газа, а крупнейшая в мире установка прямого улавливания воздуха в настоящее время удаляет около 4000 тонн в год. Это похоже на то, как вычерпывать воду из тонущего корабля рюмкой.
Но все же каждый стакан помогает, и чем больше технологий в нашем распоряжении для этой огромной работы, тем лучше. И есть основания для оптимизма, так как Министерство энергетики США недавно объявило о выделении 3,5 млрд долларов США на строительство центров DAC. Будем надеяться, что такое внимание будет стимулировать некоторые из более необычных экспериментов, таких как использование высотных воздушных шаров или больших прудов с водорослями .
Исследователи в настоящее время работают над улучшением системы и изучают, как лучше всего использовать захваченный углерод.
Исследование было опубликовано в журнале ACS Environmental Au .
