Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Ученые впервые в режиме реального времени наблюдали, как диоксид углерода фильтруется непосредственно из воздуха и преобразуется в твердые углеродные структуры. Исследовательская группа под руководством химика Сандера Ратсо из Калифорнийского университета (США) успешно расшифровала точный химический процесс так называемого электролиза расплавленных солей на молекулярном уровне.
В этом процессе соли, нагретые до экстремальных температур, снабжаются электродами, которые связывают загрязняющий климат углекислый газ из окружающего воздуха и преобразуют его в пригодный для использования графит посредством электрического тока. Для наблюдений при постоянной температуре 500 °C исследователи использовали оперативную рамановскую спектроскопию для визуализации молекулярных изменений в ходе процесса.
Точное понимание этой ранее невидимой реакции является первым решающим шагом к возможности точного контроля и промышленного формирования структуры получаемого углерода в будущем.
Детальные исследования выявляют двухстадийный путь реакции, в котором углерод постепенно осаждается, в то время как обнаруженный пероксидный ион выступает в качестве необходимого промежуточного соединения. Теоретически предполагалось, что этот пероксид служит движущей силой превращения CO₂ в твердый углерод, но только сейчас это было окончательно доказано новыми методами измерения.
Геофизик Майк Уиттакер из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли в Калифорнии считает эти результаты значительным шагом вперёд в синтезе критически важных материалов для батарей. Уиттакер считает, что если этот процесс электролиза можно будет проводить при более низких температурах и с использованием менее дорогих солей, то можно будет производить достаточное количество графита, чтобы значительно снизить нагрузку на глобальные цепочки поставок аккумуляторных батарей.
Некоторые специализированные компании уже используют эту технологию в промышленных масштабах для производства углеродной продукции в количестве от нескольких килограммов до нескольких тонн. Однако до сих пор оптимизация свойств материалов на этих заводах в основном основывалась на трудоемких и дорогостоящих методах проб и ошибок, поскольку условия синтеза приходилось корректировать практически вслепую, без этих новых знаний.