Ловушка для углерода: представлен уникальный воздушный фильтр23.10.2025 17:01

Несмотря на предупреждения ученых и усилия по борьбе с изменением климата, глобальные выбросы углекислого газа продолжают расти. Сокращение выбросов в местах их образования — распространенный способ решения этой проблемы, но еще одна важная стратегия — активное удаление углерода из атмосферы. Современные централизованные установки DAC (direct-air-capture, прямого улавливания из воздуха) стоят дорого и занимают много места, поэтому ученые разработали воздушный фильтр для улавливания углекислого газа, который можно установить в существующие системы вентиляции в домах и офисах по всему миру.

Исследователи описали свой фильтр в статье, опубликованной в Science Advances. Он состоит из крошечных углеродных нановолокон, покрытых полиэтиленимином (другое название полимера — полиазиридин). Эта комбинация образует невероятно эффективную углеродную губку, которая улавливает молекулы углекислого газа из воздуха даже при низких концентрациях CO2. Фильтр можно очищать с помощью солнечного нагрева или слаботочного электричества.

Команда протестировала новый угольный фильтр, чтобы проверить, насколько хорошо он работает. Сначала они проверили, насколько хорошо он поглощает углерод, поместив его в проточную систему и пропуская через него воздух с известной концентрацией углекислого газа. Фильтр оказался высокоселективным и быстродействующим: он улавливал молекулы CO2, пропуская остальной воздух.

Вторая фаза тестирования была направлена на то, чтобы определить, можно ли дешево и эффективно использовать фильтр повторно без значительных затрат энергии, связанных с крупными централизованными установками. Как низкокачественный источник солнечного нагрева, так и прохождение низковольтного электрического тока непосредственно через проводящие нановолокна заставляли молекулы углекислого газа отделяться от полимерного покрытия, то есть фильтр можно было легко использовать повторно. В реальных условиях высвободившийся оксид углерода можно собрать в виде чистого концентрированного потока для постоянного хранения или целевого использования. (например, в заправке углекислотных огнетушителей)

Исследование подтвердило эффективность фильтра в реальных условиях. Оценка жизненного цикла показала, что этот процесс на удивление экологичен и обеспечивает эффективность удаления углерода на уровне 92,1%.

Авторы исследования отмечают, что при широком распространении их фильтр мог бы удалять до 600 миллионов тонн углекислого газа в год по всему миру, что составляет около 2% от ежегодных выбросов. Используя миллиарды вентиляционных систем по всему миру, технология распределенных воздушных фильтров DAC может изменить парадигму и усилить существующие совместные усилия по борьбе с изменением климата.

Недавно российские ученые придумали свой способ борьбы с парниковыми газами.