Технология позволяет улавливать и удалять из воздуха низкие концентрации опасного парникового газа.
Исследователи из Копенгагенского университета использовали ультрафиолетовый свет и хлор для удаления из воздуха низких концентраций метана. Ученые считают, что метод поможет сократить выбросы в атмосферу опасного парникового газа от животноводческих помещений, очистных сооружений и заводов по производству биотоплива.
Метан можно выжечь из воздуха, если его концентрация превышает 4%, но большинство антропогенных выбросов составляют менее 0,1%, объясняют ученые. Чтобы работать с газом в такой низкой концентрации, исследователи построили реакционную камеру, которая напоминает вытянутый металлический ящик с кучей шлангов и измерительных приборов.
Экспериментальная модель реакционной камеры. Фото: Michael Skov Jensen, SCIENCE/KU
Исследователи вводят молекулы хлора в реакционную камеру с газообразным метаном и освещают ее ультрафиолетовым светом. Энергия света заставляет молекулы хлора расщепляться на два атома. Атомы хлора «крадут» водород у метана, вызывая его распад и разложение. Соединение хлора и водорода (соляная кислота) улавливается и впоследствии перерабатывается в камере, а метан превращается в углекислый газ, монооксид углерода и водород. Те же продукты образуются при распаде метана и в атмосфере, но в естественных условиях на это нужны годы.
Схема работы установки. Изображение: Matthew Stanley Johnson, Department of Chemistry, University of Copenhagen
В исследовании, опубликованном в Environmental Research Letters, сообщается, что в камере удаляется до 58% метана. Но, по словам авторов работы, с тех пор как рукопись направили для публикации, им удалось повысить эффективность и достичь уровня 88%. При этом скорость разложения метана на порядки превосходит естественный процесс.
Метан разлагается со скоростью улитки, потому что газ не рад вступать в реакцию с другими веществами в атмосфере. Но мы обнаружили, что с помощью света и хлора мы можем запустить реакцию и расщепить метан примерно в 100 млн раз быстрее, чем в природе.
Мэтью Стэнли Джонсон, профессор химии атмосферы Копенгагенского университета
Влияние метана на парниковый эффект в 85 раз сильнее, чем у углекислого газа, добавляют исследователи. При этом более половины выбросов приходится на антропогенные источники, в первую очередь разведение крупного рогатого скота. Использование предложенной системы переработки на фермах, очистных сооружения и реакторах, где производится биогаз, поможет сократить выбросы и замедлить потепление.
Ученые планируют проверить эффективность метода в крупной камере, созданной на основе морского контейнера, который можно будет подключить к системе вентиляции коровника или свинарника.
Читать далее:
Рядом с Землей нашли теплую планету, где год длится 22 дня
10 триллионов кадров в секунду: посмотрите, как ютуберы засняли скорость света
Странный объект, запертый между Сатурном и Ураном, меняется прямо сейчас
На обложке: Изображение от senivpetro на Freepik