Несмотря на то, что необходимо провести дополнительные исследования, это важный первый шаг к созданию надежного хранилища углерода

 

Современные технологии улавливания и хранения углерода направлены на сжатие СО2 в жидкую форму, транспортировку его в подходящее место и закачку под землю. Исследование предлагает альтернативный путь для безопасного и постоянного удаления парниковых газов из атмосферы, статья опубликована в журнале Nature Communications.

 

Вообще, забор и изоляция углекислого газа – или двуокися углерода, согласно его научной классификации – является довольно проблематичной задачей, в первую очередь в связи с тем, что газ обладает высокой летучестью и легко испаряется в окружающей его атмосфере. Все прочие ранее представленные способы его изоляции и конвертации в твердые углеродные частички хоть и помогают решить эту проблему, однако обладают одним общим для них минусом – они требуют применения высоких температур и довольно дорогого оборудования.

Новая европейская 140-мм пушка на танк Leclerc
Цель - создание надежного хранилища углерода.

Именно поэтому специалисты представили новый способ такой изоляции и конвертации, который в теории позволит значительно быстрее, легче и эффективнее изолировать углекислый газ из атмосферы и предупреждать его дальнейшее распространение.

 

Новая европейская 140-мм пушка на танк Leclerc
Газообразный углерод смешивают с жидким электролитом и помещают в колбу.
Далее туда вливается смесь галлия и церия – катализатор.

 Процесс

 

Заключается новый процесс конвертации в соединении катализатора из жидкого металла и жидкого электролита в мерном стакане для образования раствора. Затем, когда в стакан добавляется углекислый газ, он растворяется в этом растворе, а потом на него воздействуют электрическим зарядом.

 

Во время этого интенсивного энергетического процесса происходит образование твердых частичек угля из первоначальных газовых частичек углекислого газа, которые затем могут быть успешно трансформируемы или закопаны для предотвращения попадания углекислого газа дальше в атмосферу. Причем новый способ можно использовать и в качестве динамичной, открытой системы такой конвертации, которая может быть установлена прямо на территории завода или фабрики.

 

 

Но внедрению препятствовали технические проблемы, проблемы, связанные с экономической жизнеспособностью, и экологические проблемы, связанные с возможными утечками из хранилищ.

Новая европейская 140-мм пушка на танк Leclerc
CO2 медленно превращается в твердые чешуйки углерода, которые естественным образом отделяются от поверхности жидкого металла.

Газообразный углерод смешивают с жидким электролитом и помещают в колбу. Далее туда вливается смесь галлия и церия – катализатор. Если теперь подать на жидкость в колбе электрический ток, катализатор запустит химическую реакцию, которая превратит углекислый газ в тонкие пластинки или хлопья на поверхности раствора. Это и есть твердый углерод, который остается только собрать.

 

Чтобы преобразовать CO2, исследователи разработали жидкометаллический катализатор с определенными свойствами поверхности, которые сделали его чрезвычайно эффективным при проведении электричества при химической активации поверхности.

Новая европейская 140-мм пушка на танк Leclerc
Статья Nature Communications «Восстановление СО2 при комнатной температуре до твердых частиц углерода на жидких металлах с атомно-тонкими границами раздела оксида церия».

 

Синтетическое топливо

 

Диоксид углерода растворяется в химическом стакане, заполненном жидкостью электролита и небольшим количеством жидкого металла, который затем заряжается электрическим током.

CO2 медленно превращается в твердые чешуйки углерода, которые естественным образом отделяются от поверхности жидкого металла, обеспечивая непрерывное производство углеродистого твердого вещества.

 

 

Дополнительным преимуществом этого процесса является то, что углерод может удерживать электрический заряд, становясь суперконденсатором, поэтому он может потенциально использоваться в качестве компонента в будущих автомобилях».

 

Процесс также производит синтетическое топливо в качестве побочного продукта, который также может иметь промышленное применение.

 

Новая европейская 140-мм пушка на танк Leclerc
Процесс конвертации в соединении катализатора из жидкого металла и жидкого электролита в мерном стакане для образования раствора.
Исследование проводилось в исследовательском центре МикроНано RMIT и в Центре микроскопии и микроанализа RMIT с участием ведущего исследователя, почетного научного сотрудника RMIT и ARC, профессора Куроша Калантар-Заде (в настоящее время UNSW).
 
Исследования поддерживаются Центром будущих технологий низкоэнергетической электроники (FLEET) Австралийского научно-исследовательского совета и Центром передовых технологий ARC для науки об электроматериалах (ACES).
 
В сотрудничестве приняли участие исследователи из Германии (Университет Мюнстера), Китая (Нанкинский университет аэронавтики и космонавтики), США (Университет штата Северная Каролина) и Австралии (UNSW, Университет Вуллонгонг, Университет Монаш, QUT).
 
Документ опубликован в Nature Communications («Восстановление СО2 при комнатной температуре до твердых частиц углерода на жидких металлах с атомно-тонкими границами раздела оксида церия», DOI: 10.1038 / s41467-019-08824-8).