Если мы хотим избежать прогнозируемый уже в этом столетии рост мировой температуры более чем на 1,5 градуса Цельсия, недостаточно просто сократить выбросы углекислого газа — нам необходимо также приложить все усилия для того, чтобы сократить уже имеющийся запас углекислого газа в атмосфере.

Вдохновленные ролью океана в качестве эффективного естественного поглотителя углерода, ученые из южнокорейского Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST) в сотрудничестве со специалистами из Технологического института Джорджии (США) разработали новую систему фильтрации, которая поглощает CO₂ и производит из него электричество и пригодное для использование водородное топливо.

Новая установка Hybrid Na-CO2 System по сути представляет собой большую жидкую батарею. Система состоит из анода из металлического натрия, который помещается в органический электролит, и катода, помещенного в специальный водный раствор. Обе жидкости разделены натриевой мембраной Super Ionic Conductor (NASICON).

Схема переработки CO₂ в электричество и водородное топливо

Когда в водный раствор подается запас CO₂, он входит в реакцию с катодом, в результате чего раствор в резервуаре окисляется, что в свою очередь приводит к генерации электричества и производству водорода. Ученые отмечают, что в ходе испытаний эффективность преобразования CO₂ в полезные продукты составила 50 процентов, а сама система оказалась достаточно стабильной и проработала более 1000 часов в полной нагрузке без каких-либо повреждений электродов. В отличии от других систем переработки, говорят разработчики, их установка при работе не производит никаких вредных выбросов. Оставшийся в резервуаре CO₂ оседает и извлекается из электролита в виде старой пищевой соды.

«Технологии захвата, использования и хранения углерода в последнее время привлекают к себе повышенное внимание, поскольку обладают потенциалом, способным помочь нам справиться с глобальным потеплением. Ключом к данным технологиям является простое преобразование химически стабильных молекул CO₂ в другие материалы. Наша новая система полагается на механизм растворения CO₂», — комментирует профессор Ганта Ким, ведущий автор исследования, результаты которого были опубликованы в журнале iScience.

Разработанная инженерами и учеными установка Hybrid Na-CO2 System – не единственный концепт системы для сбора, хранения и переболтки углекислого газа, однако пока не совсем понятно, смогут ли этих технологии стать достаточно практичными в больших масштабах, чтобы оказать значительное влияние на объемы содержания CO₂ в атмосфере. Например, технология прямого захвата диоксида углерода, разработанная компанией Climeworks, выглядит на данный момент одной из самых многообещающих. Но если учесть, что за год она способна переработать лишь 150 тонн CO₂ при ежегодных выбросах в атмосферу в объеме 40 миллиардов тонн, то выглядит это все как попытка вычерпать воду из тонущего корабля обычной кружкой.

И все же разработчики Hybrid Na-CO2 System отмечают, что в их системе имеется простор для улучшения любой составляющей. А «вишенкой на торте» служит возможность производства электричества и водородного топлива, которое можно будет использовать, например, в водородном транспорте.