Wszyscy odczuwamy skutki globalnego ocieplenia, więc istnieje pilna potrzeba opracowania nowych strategii i technologii, które doprowadzą do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla. Dobrym pomysłem jest wychwytywanie tego gazu z atmosfery, a następnie jego składowanie lub przekształcanie w inne substancje.
Największym wyzwaniem jest jednak wydajność istniejących procesów, zwłaszcza podczas przetwarzania powietrza atmosferycznego w tzw. systemach bezpośredniego wychwytywania powietrza (DAC). Stężenie dwutlenku węgla jest tam tak duże, że same reakcje zachodzą bardzo powoli.
Naukowcy z Tokyo Metropolitan University (TMU) badali klasę systemów DAC, znaną jako systemy separacji faz ciecz-ciało stałe. W wielu systemach powietrze jest przepuszczane przez ciecz, co prowadzi do związania zawartego w nim dwutlenku węgla. W cieczy gromadzi się więcej produktu reakcji, co sprawia, że kolejne reakcje są coraz wolniejsze. Systemy separacji faz ciecz-ciało stałe oferują dobre rozwiązanie, w którym produkt reakcji jest nierozpuszczalny i wychodzi z roztworu w postaci ciała stałego. Nie dochodzi do jego gromadzenia się w cieczy, a szybkość reakcji nie ulega znacznemu spowolnieniu.
Czytaj też: Wodór gorszy dla klimatu niż dwutlenek węgla? Zaskakujące ustalenia naukowców
Japońscy naukowcy stwierdzili, że wodny roztwór jednej z ciekłych związków aminowych – izoforonodiaminy (IPDA) – może przekształcić 99% dwutlenku węgla zawartego w powietrzu w stały osad kwasu karbaminowego. Co ważne, ciało stałe rozproszone w roztworze wymagało jedynie podgrzania do temperatury 60oC, aby całkowicie uwolnić wychwycony dwutlenek węgla, odzyskując pierwotną ciecz. Tempo usuwania dwutlenku węgla jest co najmniej dwa razy szybsze niż w przypadku istniejących systemów laboratoryjnych DAC – to obecnie najszybszy na świecie systemem wychwytywania dwutlenku węgla do przetwarzania dwutlenku węgla o niskim stężeniu w powietrzu (400 ppm).
Naukowcy mają nadzieję, że technologia ta pozwoli na stworzenie zupełnie nowych systemów DAC o szerokich możliwościach wychwytywania dwutlenku węgla na skalę masową.
