Группа ученых под руководством химика Эрвина Рейснера из Кембриджского университета разработала новое устройство. Оно собирает (улавливает) CO2 и превращает его в топливо. Вместо электричества для преобразования используется солнечный свет.
Как сообщают исследователи в журнале Nature Energy, реактор поглощает CO2 из воздуха ночью и преобразует его в синтез-газ, используя солнечный свет в течение дня. Его можно использовать для производства многих химических и фармацевтических продуктов или перерабатывать в топливо.
Прямой захват воздуха — метод удаления углекислого газа непосредственно из атмосферы Земли и его утилизации — считается перспективной технологией активного удаления парниковых газов из атмосферы в борьбе с климатическим кризисом. Однако, несмотря на прогресс, эта технология по-прежнему очень энергоемка, требует больших затрат и не производит продукцию, имеющую экономическую ценность, пишут ученые в своем исследовании.
Это также относится к улавливанию и хранению CO2 глубоко под землей (технология Carbon Capture and Storage, CCS).
«Помимо высоких затрат и энергоемкости, CCS тоже предполагает сжигание ископаемого топлива», — сказал Рейснер агентству APA.
Химик уже более десяти лет работает в Кембриджском университете в Великобритании над преобразованием CO2 в источник энергии с использованием солнечного света в целях реализации экономики замкнутого цикла.
Он черпает вдохновение из процессов, вовлеченных в фотосинтез. В то время как растения производят глюкозу с помощью солнечного света и фотосинтеза, Рейснер и его команда работают над процессами на основе солнечной энергии, которые могут производить топливо, такое как синтез-газ или спирты, непосредственно из CO2 и воды при комнатной температуре.
За последние годы исследователи создали несколько прототипов, постоянно совершенствуя их и развивая в нескольких направлениях. Совсем недавно они представили искусственный лист, который может одновременно производить зеленый водород и очищать воду, используя солнечную энергию.
Новейшая система, которая уже внедрена, поглощает CO2 из воздуха ночью с помощью специальных фильтров. Фильтр представляет собой твердый адсорбент из аминодиоксида кремния, который химически связывает CO2 с высоким сродством (согласно Википедии, в биохимии cродство (также аффинность связывания) является мерой тенденции молекул к связыванию с другими молекулами).
В течение дня солнечный свет концентрируется параболическим зеркалом и направляется на проточный реактор. Тепло концентрированного солнечного света высвобождает CO2 в фильтре. В то же время ультрафиолетовые лучи солнца поглощаются порошком, изготовленным из полупроводникового фотокатализатора.
Устройство превращает солнечный свет и CO2 в топливо. Фото: Кембриджский университет
Запускается химическая реакция, которая преобразует углекислый газ в синтез-газ. Для проведения необходимой химической реакции катализатор смачивают водным раствором этиленгликоля. Этиленгликоль был выделен из ПЭТ-бутылок, «чтобы можно также перерабатывать ПЭТ-пластик в ценные химикаты».
По словам Рейснера, важно, чтобы технология в принципе работала, даже если объем производимого синтез-газа в настоящее время составляет менее одного миллилитра. Его команда работает над несколькими подходами к усовершенствованию устройства.
Испытания более крупной версии могут начаться весной.
«Мы также разрабатываем более совершенные катализаторы, которые будут использовать видимый свет и, таким образом, увеличивать количество производимого синтез-газа», — говорит исследователь.
Лаборатория Рейснера также работает над преобразованием синтез-газа в жидкое топливо, которое можно использовать в автомобилях и самолетах. Перспективным считается использование синтез-газа в химической и фармацевтической промышленности.
«Если мы будем производить эти устройства в больших масштабах, они смогут решить две проблемы одновременно: удалить CO2 из атмосферы и создать чистую альтернативу ископаемому топливу», — заявил в пресс-релизе ведущий автор Саян Кар из команды Рейснера.
«Преимущество этого подхода в том, что не требуется транспортировка или хранение CO2. Кроме того, система может использоваться где угодно и не зависит от источников выбросов», — подчеркнул Рейснер.
Более крупные реакторы можно было бы использовать децентрализованно, и теоретически каждый человек/предприятия могли бы производить собственное топливо. Это будет особенно полезно в отдаленных или не имеющих доступа к электросети районах.
https://overclockers.ru/blog/kosmos_news/show/208918/Himiki-iz-SShA-razrabotali-ustrojstvo-prevraschajuschee-CO2-v-toplivo-s-pomosch-ju-solnechnogo-sveta
