Исследователи создали батарею для извлечения CO₂ прямо из воздуха

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбана-Шампейне создали устройство, похожее на аккумулятор, для удаления CO₂ просто из воздуха.

Исследование проводилось под руководством профессора машиностроения и естественных наук Кайла Смита совместно с учёными Полом Роззи, Чон А Ли, Чипом Робертсом и Тимом Артуром из Североамериканского исследовательского института Toyota. Вместо использования тепла для поглощения и высвобождения CO₂, новый метод предполагает использование электричества и химических реакций на основе воды в электрохимическом устройстве.

В настоящее время большинство климатологов склоняется к мнению, что даже при радикальном сокращении уровня вредных выбросов мир вряд ли достигнет поставленных климатических показателей без дополнительного извлечения CO₂ из атмосферы. Большинство современных технологий улавливания работают точечно, например, в дымовых трубах электростанций, где выбросы CO₂ очень высоки.

Ключевым достижением данной разработки является использование специализированных электродов из стабилизированного калием диоксида марганца и особого метода перемещения заряженных частиц. В лаборатории исследователи используют электрохимическую ячейку для изменения pH солевого раствора.

Сначала раствор становится более щелочным, что позволяет эффективно поглощать CO₂ из воздуха. На следующем этапе раствор становится менее щелочным и выделяет CO₂ в очищенном виде, готовом к хранению или повторному использованию.

Для достижения максимальной эффективности, исследователи обратились к классическому термодинамическому циклу, используя циклы, которые применяют инженеры при проектировании электростанций. Команда построила схему цикла с использованием концентрации растворенного неорганического CO₂ и ионов калия в растворе. Таким образом, исследователи смогли выявить, где происходит потеря энергии и как перепроектировать цикл.

Хотя полученные предварительные результаты оказались очень перспективными, по словам исследователей, впереди ещё много работы, прежде чем технологию  можно будет использовать в широких масштабах. В частности, устройство использует два потока жидкости, которые в идеале должны оставаться разделенными. Однако в реальных условиях эксплуатации при переключении потоков происходит некоторое перемешивание, которое снижает эффективность.

По словам Пола Роззи, смешивание потоков остается одной из ключевых проблем. Если удастся ограничить это смешивание и спроектировать систему с учётом этого, энергопотребление и производительность значительно улучшатся.

Результаты исследований были опубликованы в журнале Environmental Science & Technology

Источник: TechXplore