Продолжается гонка за экологическую повестку. Снова отмечу, что говорить о достоверности тезисов самой повестки, тем более что речь пойдёт о технологии улавливания углекислого газа, которая может быть полезна не только для удаления его из атмосферы Земли. Например, можно говоритть не только об атмосфере Земли, а и об атмосфере других планет, а также об атмосфере обитаемых космических аппаратов и станций, а также, может быть, станций на поверхности других планет. Это вполне интересно и актуально. Традиционные методы улавливания CO2, такие как абсорбция аминами или адсорбция на твердых сорбентах, сопряжены с рядом недостатков, включая высокую стоимость, энергоемкость и ограниченную эффективность.
Исследователи из ETH Zurich предложили новый метод улавливания CO2 с использованием фотокислот и жидких сред на водно-органической основе. Этот метод основан на обратимой химической реакции между CO2 и карбонатами в водных растворах. В кислой среде CO2 присутствует в виде свободного газа, а в щелочной среде он реагирует с водой и образует карбонаты.
Для управления кислотностью жидкости исследователи использовали молекулы, называемые фотокислотами. Эти молекулы реагируют на свет и изменяют кислотность среды. При облучении светом фотокислоты высвобождают протоны, что делает среду кислой, а в темноте они возвращаются в исходное состояние, делая среду более щелочной.
Исследователи разработали процесс улавливания CO2, состоящий из двух этапов. На первом этапе воздух пропускают через жидкость, содержащую фотокислоты, в темноте. В этих условиях CO2 реагирует с водой и образует карбонаты. Когда концентрация карбонатов в жидкости достигает определенного уровня, ее облучают светом. Это делает среду кислой, и карбонаты превращаются в CO2, который выделяется из жидкости.
На втором этапе CO2 собирают в отдельных баках или других емкостях, после чего цикл повторяется. При этом жидкость снова становится щелочной и готова к улавливанию новой порции CO2.
Одним из основных преимуществ этого метода является то, что он не требует использования дорогостоящих и энергоемких процессов разделения газов. Кроме того, фотокислоты можно регенерировать и использовать повторно, что снижает стоимость процесса.
Однако в ходе исследований возникла проблема, связанная с нестабильностью фотокислот в воде. Для решения этой проблемы ученые использовали смесь воды и органического растворителя. Оптимальное соотношение воды и органического растворителя было определено с помощью лабораторных экспериментов и теоретических расчетов.
В результате исследователи смогли создать фотокислоты, стабильные в смеси воды и органического растворителя. Это позволило им создать эффективный процесс улавливания CO2, который может быть использован для снижения выбросов парниковых газов в атмосферу.
Источник:
Анна де Врис и др., Фотокислота с сольватационной настройкой как стабильный светоуправляемый переключатель pH для улавливания и выделения CO2 (Anna de Vries et al, Solvation-Tuned Photoacid as a Stable Light-Driven pH Switch for CO2 Capture and Release), Chemistry of Materials (2023). DOI: 10.1021/acs.chemmater.3c02435
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
