По мере накопления двуокиси углерода в окружающей среде недостаточно просто сократить объем выбросов - необходимо срочно приступить к активному удалению части уже выброшенного углекислого газа. Недавно японские специалисты из Токийского столичного университета разработали новое соединение, которое, как сообщается, позволяет удалять углекислый газ из окружающего воздуха с 99-процентной эффективностью и как минимум в два раза быстрее, чем существующие технологии.
Инженеры разработали новую уникальную технологию переработки углерода, которая, по их утверждению, является самой быстрой в мире и имеет КПД 99 процентов.. Depositphotos
Как правило, в технологиях прямого улавливания углекислый газ удаляется с помощью пропускания воздуха через систему фильтров, включающие губчатые магниты, цеолитовые адсорбенты или глинистые минералы. В других технологиях воздушные потоки проходят через специальную жидкость, способную либо поглощать диоксид углерода, либо расщеплять его на отдельные фракции в виде твердых кристаллов или мягких чешуек.
Разработанный продукт относится к последней категории двухфазных систем "жидкость-твердое тело". Работая с семейством жидких аминов, японские эксперты обнаружили, что одно из веществ, известное как изофорондиамин (3- аминометил-3,5,5-триметилциклогексиламин IPDA), отличается особой эффективностью при поглощении двуокиси углерода.
Во время проведения экспериментов выяснилось, что IPDA способно извлекать из атмосферы свыше 99 процентов выбросов углекислого газа при концентрации 400 частей на миллион (ppm) (Согласно отчету Всемирной метеорологической организации, именно такой уровень CO2 наблюдается в атмосфере в настоящее время). Кроме того, данный технологический процесс происходил гораздо быстрее, чем при использовании других способов улавливания углерода. Так на один моль вещества приходилось чуть более 200 миллимоль углексилоты в час. Это примерно в два раза быстрее, чем в самых передовых исследовательских системах DAC.
В результате загрязняющий агент разделился на хлопья твердого карбамида, которые можно было относительно легко удалить из жидкости. При необходимости его можно вновь превратить в газообразную двуокись углерода путем нагревания до 60 °C (140 °F), высвобождая при этом исходную жидкую IPDA, готовую к повторному применению. Независимо от того, в каком виде сохраняется углерод - твердом или газообразном, его можно накапливать или повторно использовать в индустриальных или химических процессах.
Схема, наглядно иллюстрирующая, как новая технология прямого улавливания двуокиси озота из атмосферного воздуха может быть найти свое практическое применение. Tokyo Metropolitan University
Результаты работы новой системы выглядят весьма впечатляющими, однако, ни кто не отменял проблемы масштабирования производства. За год человечество в среднем выбрасывает в атмосферу порядка 30 млрд. тонн двуокиси углерода, и при этом самый большой в мире завод по прямому поглощению углекислого газа удаляе из воздуха около 4500 тонн CO2 в год. Это немного похоже на процесс вычерпывания воды из тонущего корабля с помощью ложки.
Однако чем больше технологий будет в нашем распоряжении для такой этой огромной работы, тем лучше. Поэтому есть повод для оптимизма, поскольку Министерство энергетики США недавно объявило о выделении 3,5 миллиардов долларов США на финансирование центров ЦАП. Остается надеяться, что подобная поддержка будет стимулировать наиболее смелые эксперименты, такие как, например применение высотных аэростатов или выращивание большого количества водорослей в искусственных водоемах.
В настоящее время ученые, участвовавшие в новом проекте, совершенствуют свою технологию и пытаются понять, как эффективнее всего можно использовать уловленный углерод.
Исследование было опубликовано в журнале ACS Environmental Au.
Источники: Tokyo Metropolitan University, Eurekalert, Википедиа
(https://www.tmu.ac.jp/english/index.html)
(https://www.eurekalert.org/news-releases/953826)
(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenvironau.1c00065)
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Изофорондиамин)
