Цемент из воздуха и чистая окружающая среда, — новый метод улавливания CO₂

Американские исследователи разработали новый метод улавливания СО₂ с последующим превращением его в оксалаты металлов, которые можно использовать в качестве прекурсоров для производства цемента. 

Отмечается, что химик из Мичиганского университета Чарльз Маккрори и возглавляемая им исследовательская группа, совместно с лабораторией Хесуса Веласкеса в Калифорнийском университете и лабораторией Анастасии Александровой в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, стремились превратить выбросы СО₂ в ценный материал, при этом сделав производство цемента дешевле и экологичнее.

В частности, наиболее распространенным видом цемента является портландцемент, который производят из известняка и силикатов кальция. Его производство связано с относительно большими затратами энергии и значительным углеродным следом. Исследователи отмечают, что одним из типов материалов, которые можно использовать как альтернативный прекурсор цемента, являются оксалаты металлов, простые соли.

Ученые добавляют, что свинец можно использовать в качестве катализатора для облегчения протекания химических реакций по превращению СО₂ в оксалаты металлов. Однако это требует большого количества свинцовых катализаторов, что представляет опасность для окружающей среды и здоровья человека.

Ученые использовали полимеры для контроля за состоянием химической среды, которая непосредственно окружает свинцовые катализаторы. Им удалось сократить необходимое количество свинца до одной частицы на миллиард. Исследователи показали, что, контролируя микросреду, окружающую свинцовый катализатор в химической реакции, превращающей углекислый газ в оксалаты, они могут значительно сократить количество свинца, необходимое для процесса.

Для того, чтобы получить оксалаты ученые используют набор электродов. На одном из них СO₂ превращается в оксалат. Другой металлический электрод окисляется и высвобождает ионы металла, которые связываются с ионами оксалата и осаждают его из раствора в виде твердого оксалата металла. 

Группа исследователей во главе с Хесусом Веласкесом выдвинула гипотезу, что свинец в следовых количествах можно использовать для управления реакциями синтеза оксалата. Маккрори утверждает, что после того, как углекислый газ превращается в твердый оксалат металла, он не попадет повторно в атмосферу при нормальных условиях.

Исследователи работают над электролизом для получения углекислого газа в больших масштабах. Следующими шагами будет дальнейшее изучение того, как масштабировать часть процесса, производящую твердый продукт.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Energy Materials

Источник: TechXplore