Если мы хотим избежать прогнозируемый уже в этом столетии рост мировой температуры более чем на 1,5 градуса Цельсия, недостаточно просто сократить выбросы углекислого газа — нам необходимо также приложить все усилия для того, чтобы сократить уже имеющийся запас углекислого газа в атмосфере. Вдохновленные ролью океана в качестве эффективного естественного поглотителя углерода, ученые из южнокорейского Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST) в сотрудничестве со специалистами из Технологического института Джорджии (США) разработали новую систему фильтрации, которая поглощает CO2 и производит из него электричество и пригодное для использование водородное топливо.
Новая установка Hybrid Na-CO2 System по сути представляет собой большую жидкую батарею. Система состоит из анода из металлического натрия, который помещается в органический электролит, и катода, помещенного в специальный водный раствор. Обе жидкости разделены натриевой мембраной Super Ionic Conductor (NASICON).
Схема переработки CO2 в электричество и водородное топливо
Когда в водный раствор подается запас CO2, он входит в реакцию с катодом, в результате чего раствор в резервуаре окисляется, что в свою очередь приводит к генерации электричества и производству водорода. Ученые отмечают, что в ходе испытаний эффективность преобразования CO2 в полезные продукты составила 50 процентов, а сама система оказалась достаточно стабильной и проработала более 1000 часов в полной нагрузке без каких-либо повреждений электродов. В отличии от других систем переработки, говорят разработчики, их установка при работе не производит никаких вредных выбросов. Оставшийся в резервуаре CO2 оседает и извлекается из электролита в виде старой пищевой соды.
«Технологии захвата, использования и хранения углерода в последнее время привлекают к себе повышенное внимание, поскольку обладают потенциалом, способным помочь нам справиться с глобальным потеплением. Ключом к данным технологиям является простое преобразование химически стабильных молекул CO2 в другие материалы. Наша новая система полагается на механизм растворения CO2», — комментирует профессор Ганта Ким, ведущий автор исследования, результаты которого были опубликованы в журнале iScience.
Разработанная инженерами и учеными установка Hybrid Na-CO2 System – не единственный концепт системы для сбора, хранения и переболтки углекислого газа, однако пока не совсем понятно, смогут ли этих технологии стать достаточно практичными в больших масштабах, чтобы оказать значительное влияние на объемы содержания CO2 в атмосфере. Например, технология прямого захвата диоксида углерода, разработанная компанией Climeworks, выглядит на данный момент одной из самых многообещающих. Но если учесть, что за год она способна переработать лишь 150 тонн CO2 при ежегодных выбросах в атмосферу в объеме 40 миллиардов тонн, то выглядит это все как попытка вычерпать воду из тонущего корабля обычной кружкой.
И все же разработчики Hybrid Na-CO2 System отмечают, что в их системе имеется простор для улучшения любой составляющей. А «вишенкой на торте» служит возможность производства электричества и водородного топлива, которое можно будет использовать, например, в водородном транспорте.
Обсудить разработку южнокорейских и американских ученых можно в нашем Telegram-чате.
