Было решено, что если мы хотим исправить климатические изменения, этого недостаточно для сокращения выбросов углекислого газа. Вместо этого нам также необходимо удалить углекислый газ из воздуха. Стратегия улавливания углерода из воздуха и его секвестрации становится все более жизнеспособной. В соответствии с этим духом команда ученых разработала новый метод, который направлен на превращение CO2 в твердый углерод, который затем может быть повторно захоронен или использован для электрических компонентов.
Как правило, уловленный углерод можно использовать для производства бетона, газированных напитков или топлива. Когда дело доходит до хранения CO2, газ либо сжимается в жидкой форме, либо связывается с водой. Как только это сделано, это вводится под землю. Оказавшись под землей, он взаимодействует с базальтовой породой и затвердевает в карбонатный минерал примерно через два года. Однако исследование MIT показало, что только верхний слой становится твердым, оставляя огромные газовые карманы с потенциальной проблемой утечки газа обратно в атмосферу, что устраняет всю тяжелую работу. Новое исследование, проведенное учеными из Австралии, Китая, США и Германии, было направлено на разработку формы отверждения углерода до того, как он уйдет в подполье.
В новом методе используется жидкометаллический катализатор, состоящий из сплава галлия и церия. Жидкометаллический катализатор был разработан командой. Газ CO2 сначала растворяется в химическом стакане, содержащем электролитическую жидкость. Затем к смеси добавляют небольшое количество жидкометаллического катализатора. Вводя электрический ток, катализатор делает поверхность смеси химически активной. Затем поверхность медленно превращает CO2 в твердые углеродные чешуйки.
Катализатор был разработан, чтобы быть фантастическим и эффективным проводником электричества, когда дело доходит до проведения реакции. Поскольку катализатор является жидким, углеродные чешуйки не прилипают к нему, как в случае с твердым катализатором. Это позволяет команде работать дольше без загрязнения всего гаджета. По мнению исследователей, этот процесс может осуществляться при комнатной температуре в отличие от других процессов конверсии углерода, что делает его гораздо менее энергоемким.
Торбен Даенеке, автор исследования, сказал: «На сегодняшний день CO2 становится твердым только при чрезвычайно высоких температурах, что делает его невозможным в промышленном отношении. Используя жидкие металлы в качестве катализатора, мы продемонстрировали, что возможно преобразовать газ обратно в углерод при комнатной температуре, в процессе, который является эффективным и масштабируемым. Хотя необходимо провести дополнительные исследования, это важный первый шаг к хранению твердого углерода ».
Дорна Эсрафилзаде, ведущий автор исследования, сказала: «Вторым преимуществом этого процесса является то, что углерод может сохранять электрический заряд и превращаться в суперконденсатор, поэтому его можно использовать в качестве компонента в будущих транспортных средствах. Процесс также производит синтетическое топливо в качестве побочного продукта, который также может иметь промышленное применение.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
