В поисках альтернативных источников энергии и методов борьбы с изменением климата, ученые со всего мира ищут способы извлечения углекислого газа из воздуха и его последующего использования. Одной из самых многообещающих идей является превращение углекислого газа в стабильное топливо, способное заменить ископаемое топливо в различных приложениях. Однако большинство процессов конверсии сталкиваются с проблемами, такими как низкая эффективность переработки или получение топлива, которое трудно обрабатывать, которое токсично или легковоспламеняемо.
Недавно исследователи из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета разработали эффективный процесс, который может превращать углекислый газ в стабильное топливо в форме формиата. Формиат калия или натрия, уже производимый в промышленных масштабах и широко используемый как антиобледенитель для дорог и тротуаров, оказался идеальным кандидатом для использования в качестве топлива. Он не токсичен, негорюч, легко хранится и транспортируется, а также остается стабильным в обычных стальных резервуарах на протяжении длительного времени.
Весь процесс, начиная с улавливания углекислого газа и заканчивая электрохимическим преобразованием газа в порошок твердого формиата, был успешно продемонстрирован в небольшом лабораторном масштабе. Согласно исследователям, этот процесс может быть масштабирован для промышленного применения.
Отличительной особенностью нового процесса является его высокая эффективность. В отличие от других подходов, которые обычно включают двухэтапный процесс, новый метод обеспечивает конверсию более 90 процентов углекислого газа в формиат. В традиционных методах лишь около 20 процентов газообразного диоксида углерода превращается в желаемый продукт.
Процесс включает в себя сначала улавливание углекислого газа на основе щелочного раствора, который концентрирует углекислый газ либо из концентрированных потоков, таких как выбросы электростанций, либо из источников с очень низкой концентрацией, даже из открытого воздуха, в форму жидкого бикарбоната металла. Затем, с помощью электролизера с катионообменной мембраной, этот бикарбонат электрохимически преобразуется в высококонцентрированный жидкий раствор формиата калия или натрия, который можно затем высушить, чтобы получить твердый порошок.
Эти кристаллы имеют неограниченный срок хранения и остаются настолько стабильными, что их можно хранить годами или даже десятилетиями с минимальными потерями или без них. Для сравнения, даже самые лучшие из доступных на практике резервуаров для хранения водорода допускают утечку газа, что исключает любое использование, которое потребовало бы хранения в течение года.
Источник:
Чжэнь Чжан и др. Углеродный бикарбонатный электролизер (Zhen Zhang et al, A carbon-efficient bicarbonate electrolyzer), Cell Reports Physical Science (2023). DOI: 10.1016/j.xcrp.2023.101662
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться, будет ещё много таких. Есть мысли по предмету статьи и не только - приглашаю в комментарии. Также, если интересно, можете ознакомиться со страницами нашего проекта на других платформах, ссылки найдёте в описании канала. Кроме того, у меня есть страница на сервисе поддержки авторов Бусти, просто сообщаю, поддержка - дело добровольное, ссылка так же в описании канала.