Szénbefogás: Egy nagyon hatékony szénbefogó anyagot dolgoztak ki a kutatók

Az új, kovalens organikus szerkezet nevű porózus anyagnak poliaminokkal dekorált hexagonális csatornái vannak, amik hatékonyan megkötik a a szén-dioxid molekulákat (kék és narancsszínű golyók) olyan koncentrációban, amik a környező levegőben találhatók. A globális melegedés korlátozásához elengedhetetlen a szénbefogás.

Fotó: Chaoyang Zhao/UC Berkeley

A kaliforniai Berkeley Egyetem kutatói létrehoztak egy új anyagot, amiről úgy vélik, hogy olcsóbban és hatékonyabban vonja ki a légkörből a szenet. Szénbefogó technológiák léteznek, de a legtöbb csak koncentrált szénforrások esetén működik jól, például az erőművek kipufogócsöveiből és kéményeiből származó kibocsátások esetén. Ezek a módszerek nem változtathatók meg hatékonyan, vagy olcsón a környező levegőből való szénbefogáshoz, ahol koncentráció több százszor alacsonyabb.

Az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (Intergovernmental Panel on Climate Change:IPCC) hangsúlyozza, hogy az üvegházgázok eltávolítása az atmoszférából meghatározó abban, hogy visszafordítsuk a szén-dioxid szint emelkedést. Jelenleg a légköri szén-dioxid szint 50%-kal magasabb, mint volt az ipari forradalom előtt. Az IPCC jelentések kijelentik, hogy a globális melegedés korlátozásához elengedhetetlen a szénbefogás.

Az új, kovalens organikus szerkezet nevű porózus anyagnak poliaminokkal dekorált hexagonális csatornái vannak, amik hatékonyan megkötik a a szén-dioxid molekulákat (kék és narancsszínű golyók) olyan koncentrációban, amik a környező levegőben találhatók. A globális melegedés korlátozásához elengedhetetlen a szénbefogás.
Fotó: Chaoyang Zhao/UC Berkeley / Cosmos Magazine

 

 

A szénbefogással lassítani lehet a klímaváltozást

 

A Nature magazinban publikált kutatás leír egy új anyagot, ami olcsón és hatékonyan működik. A porózus anyag egy kovalens szerves váz (COF). A rigid molekuláris struktúrának szabályosan elhelyezett belső pórusai vannak, ezekhez tapadnak a gázmolekulák, azaz elnyelődnek.

A kutatók vettek egy port ebből az anyagból, beletették egy csőbe és a Berkely levegőjét beleengedték – csak a külső levegőt - , hogy megnézzék, hogy teljesít és szépen teljesített. Teljesen megtisztította a levegőt a szén-dioxidtól. Nincs semmi ilyen teljesítményű módszer. Ez új utat nyit a klímaváltozás problémájának megoldásában.

 

200 gramm ebből az anyagból körülbelül 20 kilogramm szén-dioxidot tud felvenni évente, körülbelül annyit, mint egy fa. 

 

Zihui Zhou, a Kaliforniai Egyetem munkatársa, a tanulmány egyik szerzője azt mondja, hogy a füstgázbefogással lassítani lehet a klímaváltozást, mivel próbálunk nem felszabadítani szén-dioxidot a levegőbe. 

 

A közvetlen levegőbefogás egy olyan módszer, ami visszavisz minket oda, amilyen volt 100, vagy több, mint 100 évvel ezelőtt. Jelenleg, a légköri szén-dioxid koncentráció több, mint 420 ppm (parts per million: ezredrész) , de ez esetleg 500, vagy 550 ppm-re fog növekedni, mielőtt teljesen befejezik és alkalmazzák a füstgázbefogást.

 

 Tehát, ha csökkenteni akarjuk a koncentrációt és vissza akarunk menni esetleg 400, vagy 300 ppm-re, akkor közvetlen levegőbefogást kell alkalmaznunk.

Omar Yaghi, a Kaliforniai Egyetem munkatársa, a tanulmány egyik szerzője azt mondja, hogy a levegőből elfogni a szén-dioxidot nagyon kihívást jelentő probléma. Energiaigényes, olyan anyagra van szükség, aminek nagy a szén-dioxid kapacitása, ami nagyon szelektív, ami vízálló, ami oxidatívan stabil, ami újrahasznosítható. Alacsony regenerációs hőmérséklete kell legyen és méretezhető kell legyen. 

Yaghi csapata 20 évet töltött az olyan anyag kidolgozásával, ami erős ahhoz, hogy kiállja a szennyeződéseket, a savakat, a lúgokat, a vizet, a ként, nitrogént, amik degradálnak más porózus szilárd anyagokat.

A UC Berkeley munkatársa, Zihui Zhou egy 100 milligramm COF-999 tesztmintával. A mintát a Zhou mögötti analizátorba helyezték, hogy megmérjék mennyi szén-dioxidot adszorbeál egy a környező levegőéhez hasonló levegőkeverékből.
Fotó: Robert Sanders, UC Berkeley / Cosmos Magazine

 

Yaghi azt mondja, hogy ez a COF kémiailag és termálisan erős, kevés energiát igényel, és kimutatták, hogy 100 ciklust kibír kapacitásveszteség nélkül. Nincs más anyag, amiről kimutatták, hogy így teljesít. Ez a legjobb anyag a közvetlen levegőbefogásra.

(Forrás: Cosmos Magazine: https://cosmosmagazine.com/)