Ученые разработали реактор для улавливания углекислого газа прямо из воздуха
Ученые из Университета Райса предложили инновационное решение для прямого улавливания углекислого газа (CO₂) из атмосферы с помощью электрохимического реактора. Реактор, созданный командой под руководством Хаотяна Вана, профессора химической и биомолекулярной инженерии, представляет собой модульное трехкамерное устройство, где центральную роль играет специально разработанный пористый твердый электролит. «Наша технология — это значительный шаг вперед в сфере улавливания углекислого газа из атмосферы», — подчеркнул Ван. По его словам, благодаря более низким затратам на эксплуатацию и гибкости устройства, его можно будет использовать для различных промышленных задач.
Одним из важных преимуществ нового реактора является его возможность одновременно улавливать углекислый газ и производить водород — ценный побочный продукт, который можно применять для создания экологически чистого топлива. Это делает устройство многофункциональным, уменьшая эксплуатационные расходы и создавая более устойчивые решения для промышленности.
Согласно Зивею Фангу, соавтору исследования и постдокторанту Университета Райса, большинство существующих технологий прямого улавливания углекислого газа используют высокие температуры для восстановления CO₂ из сорбента — вещества, поглощающего газ. Новая технология предполагает применение электрической, а не тепловой энергии, что делает процесс не только энергоэффективным, но и более экологичным, так как исключаются вредные побочные продукты.
Большинство современных систем улавливания CO₂ используют аминовые сорбенты, которые, хотя и менее энергоемки, оказываются токсичными и нестабильными. Альтернативные щелочные растворы, такие как гидроксид натрия, хотя и экологичны, требуют высокой температуры для извлечения углекислого газа. В новом реакторе ученые Университета Райса смогли преодолеть эти ограничения, разрабатывая устройство, способное расщеплять карбонатные и бикарбонатные растворы, что позволяет получать чистый углекислый газ в одной камере и щелочной абсорбент в другой.
«Наш подход позволяет нам контролировать движение ионов и массовый перенос в устройстве с помощью электрического тока, оптимизируя затраты энергии», — отмечает Ван. Такой метод позволяет не только эффективно улавливать углекислый газ, но и поддерживать рабочие условия на уровне комнатной температуры, без использования дополнительных химикатов.
Команда Университета Райса надеется, что их исследование станет основой для разработки более устойчивых процессов в промышленности и ускорит переход к углеродно-нейтральному будущему.
Ранее ученые сообщали, что концентрация веществ, которые загрязняют атмосферу на Земле и приводят на нагреванию планеты, стала рекордной по итогам 2023 года.
