Поредното достижение: нова технология превръща CO2 в полезни химикали с 93% ефективност и рекордно дълга работа – 5000 часа

Новите технологии могат да ни помогнат да намалим нивото на CO2 в атмосферата много по-бързо.

Изследователи от Университета за наука и технологии Хуажун (HUST) в Ухан, Китай, са открили надежден начин за преобразуването на въглеродния диоксид от атмосферата в полезни химически продукти. Учените наричат това свое постижение „крайъгълен камък“, съобщава South China Morning Post.

Светът се стреми да изчисти затоплящия планетата газ въглероден диоксид от атмосферата. Ето защо в лабораториите се изпробват множество подходи, при които газът може да бъде превърнат в полезни продукти като метанол, етанол, алкани или олефини. Подходът към тези системи за преобразуване обаче има един сериозен недостатък. Те могат да работят само в продължение на около сто часа, което ги прави неподходящи за широкомащабни операции.

Защо подобните системи за преобразуване работят толкова кратко?

В тези системи за преобразуване учените използват електрохимични методи, при които се прилага електрически заряд, за да се променят свойствата на дадено химично вещество. Процесът включва например разрушаване на химичните връзки между молекулите на въглеродния диоксид и добавяне на елементи като водород към сместа, за да се получат въглеводороди като етанол или мравчена киселина.

Процесът се извършва в присъствието на електролит, като изследователите обикновено използват алкална суровина. Процесът обаче води до образуване на нежелани странични продукти, като карбонати, които се прилепват към оборудването, намалявайки ефективността. Това ограничава живота на лабораторното оборудване до няколкостотин часа.

Изследователите от HUST се обединиха с тези от Университета в Окланд, Нова Зеландия. Те прекараха последните пет години в търсене на жизнеспособно решение на този проблем. Усилията им дадоха резултат, когато откриха електролит, който може да осигури работата на системите в продължение на минимум 5000 часа. Това е много по-дълго от всички известни досега подходи, което е важен етап в тази сфера. При изчисленията ефективността на системата бе отчетена на ниво 93%.

Използване на използваните оловно-киселинни батерии

Интересно е, че електролитите, използвани от изследователите, са получени от използвани оловно-киселинни акумулатори, за които вече се търси безопасен метод за утилизация. Използвани широко в автомобилния, енергийния и военния сектор, оловно-киселините акумулатори са зряла технология, но досега не е разработен лесен метод за тяхната утилизация.

Преди да се извлекат оловните йони, използваните оловно-киселинни батерии трябва първо да се разтопят. Макар че оловото е токсичен тежък метал, то също така е много ефикасно в преобразуването на въглеродния диоксид. Изследователите са искали да използват киселинната среда на батериите, за да извършват своите електрохимични процеси. Въпреки това те откриха, че процесът е нестабилен в тази среда и води до корозия на използваните катализатори.

След това изследователите са разработили подходящия катализатор, който е по-малко устойчив на корозията и може да ускорява химичните реакции. Разработването на подобна система позволява използваните оловно-киселини батерии да се използват по-продуктивно.

При демонстрацията си изследователският екип произведе мравчена киселина с помощта на уловения въглероден диоксид. Химикалът има множество приложения в селскостопанския сектор, но в бъдеще може да се използва и в горивните клетки. С по-нататъшни изследвания екипът е уверен, че ще може да произвежда продукти като етилен, наричан най-важният химикал в света, тъй като той има приложение в текстилната, автомобилната и печатарската промишленост.

Екипът също така се надява, че неговата технология ще помогне на индустриите, използващи изкопаеми горива, да декарбонизират своите дейности, се казва още в доклада на SCMP.