Предложен инновационный метод захвата углекислого газа

Согласно их заявлениям, выделение углекислого газа из воздуха является сложной задачей из-за его низкой концентрации, составляющей всего лишь 0,04%. Однако основные проблемы, связанные с медленной скоростью химических реакций и высокой энергозатратностью процесса, могут быть преодолены новым методом.

Пытаясь решить эти сложности, ученые разработали мембрану, которая использует естественные различия влажности для эффективной перекачки углекислого газа из воздуха. Это позволило им не только справиться с энергетическими проблемами, но и значительно ускорить транспортировку углекислого газа через мембрану. Таким образом, новый метод не только решает проблему кинетики, но и делает процесс более эффективным и экологически безопасным.

Разделительные процессы играют ключевую роль в различных аспектах современной жизни, от продуктов питания до топлива и лекарств. Исследование, проведенное соавтором технологии профессором Меткалфом и опубликованное в журнале Nature Energy, представляет первую синтетическую мембрану, способную захватывать углекислый газ из воздуха и увеличивать его концентрацию без традиционных энергетических затрат, таких как тепло или давление. Важно отметить, что данная технология может иметь значительное влияние на снижение уровня парниковых газов в атмосфере и борьбу с изменением климата.

Профессор Меткалф провел аналогию с водяным колесом на мельнице, где вместо воды для привода мельницы используется углекислый газ для перекачки из воздуха. Это открывает новые перспективы в области энергосбережения и устойчивого развития, позволяя использовать ресурсы природы более эффективно и экологически безопасно. Такие инновационные подходы к обработке газов могут стать ключом к созданию более устойчивой и чистой энергетической инфраструктуры.

В современном мире, где проблемы экологии и климатических изменений становятся все более острыми, разработка таких технологий, как синтетическая мембрана для захвата углекислого газа, становится необходимостью. Это открывает новые горизонты для научных исследований и инженерных разработок в области обработки газов и уменьшения воздействия человечества на окружающую среду.

В условиях стремительного развития циркулярной экономики, необходимость оптимизации процессов для минимизации отходов и обеспечения экологической устойчивости становится все более насущной. Важным направлением в этом контексте является захват углекислого газа из воздуха, который может стать ценным источником сырья для производства углеводородных продуктов в углеродно-нейтральном или даже углеродно-негативном цикле. Это играет ключевую роль в достижении амбициозных климатических целей, поставленных перед мировым сообществом в рамках Парижского соглашения.

Команда специалистов провела серию тестов на новую мембрану, способную пропускать углекислый газ, при различных уровнях влажности. Интересным результатом стало обнаружение того, что при повышенной влажности на выходной стороне мембраны происходило спонтанное перекачивание углекислого газа в выходящий поток. Этот феномен открывает новые перспективы для улучшения процессов захвата и использования углекислого газа в промышленности и научных исследованиях.

Исследователи провели глубокий анализ структуры мембраны с использованием рентгеновской микро-компьютерной томографии. Это позволило им не только точно охарактеризовать мембрану, но и сравнить ее производительность с другими передовыми образцами.

При моделировании процессов на молекулярном уровне были обнаружены уникальные "переносчики" внутри мембраны. Они играют ключевую роль в транспортировке как углекислого газа, так и воды через мембрану. Это открытие имеет важное значение для понимания механизмов функционирования мембранных систем и их потенциального применения в различных областях, от экологии до медицины.

Благодаря детальному анализу и выявлению таких ключевых элементов структуры мембраны, исследователи приблизились к созданию более эффективных и устойчивых мембранных материалов для различных технологических и научных целей.

Источник и фото - nia.eco