Elektrifikált szénszivaccsal kivonható a szén-dioxid közvetlenül a levegőből

A Cambridgei Egyetem kutatói kidolgoztak egy olcsó, energiahatékony módszert olyan anyagok gyártására, amik közvetlenül a levegőből kivonják a szén-dioxidot.

A Cambridgei Egyetem Kutatói kidolgoztak egy olcsó, energiahatékony módszert olyan anyagok gyártására, amik közvetlenül a levegőből kivonják a szén-dioxidot. Egy az akkumulátor töltéshez hasonló módszert alkalmaztak, az aktív szén töltése helyett, amit gyakran használnak a háztartási vízszűrőkben. - írja a Cambridgei Egyetem honlapján.

A kutatók azt találták, hogy ha a szénszivacsot ionokkal töltik fel, amik reverzibilis kötéseket alakítanak ki a szén-dioxiddal, a feltöltött anyag sikeresen befogja a szén-dioxidot közvetlenül a levegőből.

A feltöltött szénszivacs potenciálisan energiahatékonyabb is, mint a jelenlegi szénbefogó módszerek, mivel sokkal alacsonyabb hőmérséklet szükséges a befogott szén-dioxid eltávolításához, tehát tárolható. A kutatók a Nature magazinban számoltak be eredményeikről.

Dr. Alexander Forse a kutatás vezetője, a Yusuf Hamied Kémia Tanszékének munkatársa azt nyilatkozta, hogy a szénkibocsátás légkörből való befogása végső megoldás, de a klíma vészhelyzet mértéke miatt ezt vizsgálni kell. Az első és legsürgőseben dolog, amit tennünk kell, az, hogy világszerte csökkentsük a szén kibocsátást, de úgy vélik, hogy az üvegházgázok eltávolítása is szükséges ahhoz, hogy elérjük a nettó zéró kibocsátást és korlátozzuk a legrosszabb hatásait a klímaváltozásnak. Mindent meg kell tennünk, amit tudunk.

A levegőből való közvetlen befogás, ami szivacsszerű anyagokkal távolítja el a szén-dioxidot a légkörből, egy potenciális módszer a szénbefogásra, de a jelenlegi eljárások drágák, magas hőmérséklet és természetes gáz szükséges hozzá és híján van a stabilitásnak.

A Cambridgei Egyetem kutatói kidolgoztak egy olcsó, energiahatékony módszert olyan anyagok gyártására, amik közvetlenül a levegőből kivonják a szén-dioxidot.
Fotó: Cambridgei Egyetem

Forse azt mondja, történtek már ígéretes munkák, amelyek porózus anyagokkal fogják be a szén-dioxidot a légkörből. Azt szeretnék megnézni, hogy az aktív szén lehet-e egy opció, mert olcsó, stabil és méretarányosan lehet gyártani.

Az aktív szén sok tisztító alkalmazásban használatos, mint például a vízszűrők, de általában nem fogja be a szén-dioxidot a légkörből. Forse és kollégái azt vették fel, hogy ha az aktív szén tölthető lenne mint egy akkumulátor, megfelelő anyag volna a szénbefogáshoz. Az akkumulátor töltésnél töltött ionokat helyezünk az akkumulátor egyik elektródájába. A kutatók azt feltételezték, hogy ha aktív szenet hidroxidokkal töltenek fel, akkor megfelelő szénbefogó lesz, mivel a hidroxidok reverzibilis kötést alakítani ki a szén-dioxiddal. 

A csapat egy akkumulátorszerű töltési folyamatot alkalmazott, hogy egy olcsó aktív szénszövetet feltöltsék hidroxidionokkal. 

 

A folyamatban a szövet úgy működik, mint egy akkumulátorban lévő elektróda, és a hidroxidionok felhalmozódnak. a szén kis pórusaiban. A töltési folyamat végén a szenet eltávolítják az „akkumulátorból”, megmossák és megszárítják. A töltött szénszivacs tesztek azt mutatták, hogy a hidroxidok kötési mechanizmusa miatt sikeresen befogja a szén-dioxidot közvetlenül a levegőből.

 

Forse azt mondja, hogy ez az anyagok készítésének egy új módja egy akkumulátorszerű folyamat alkalmazásával. ÉS a szén-befogás mértéke már összehasonlítható a hivatalban lévő anyagokkal. De ami még ígéretesebb, hogy ez a módszer sokkal kevésbé energiaigényes lehet, mivel nem kíván magas hőmérsékletet a szén-dioxid befogáshoz és a szénszivacs regenerálásához. Hogy a szén-dioxidot összegyűjtsük a szénből, hogy tisztítható és tárolható legyen, az anyagot felmelegítik, hogy visszafordítsa a hidroxid-szén-dioxid kötéseket. A szén-dioxid légkörből való befogásához jelenleg használt legtöbb anyagot 900 Celsius-fokra fel kell melegíteni és gyakran természetes gázok használata szükséges. 

 

Ezt a szénszivacsot azonban csak 90-100 Celsius-fokra kell melegíteni, ami megújuló elektromossággal elérhető. Az anyagokat rezisztív melegítéssel melegítik, ami belülről kifelé melegíti őket, így a folyamat gyorsabb és kevésbé energiaigényes.

 

Az anyagoknak azonban, amiken a tudósok most dolgoznak határaik vannak. Fosterék most dolgoznak, hogy növeljék a befogott szén-dioxid mennyiségét, és különösen nedves körülmények között, ahol a teljesítményük csökken.

A módszer a szénbefogáson kívül más területen is hasznos lehet, mivel a szénben lévő pórusok és a behelyezett ionok finomhangolhatók, hogy egy sor molekulát befogjanak.

(Forrás: Cambridgei Egyetem: https://www.cam.ac.uk/research/)