ЭкоТехника в Facebook Экотехника в Telegram ЭкоТехника в Twitter



Ученые из Университета Иллинойса в Чикаго (UIC) разработали искусственный лист, который может улавливать CO2 с эффективностью в 100 раз лучше, чем существующие аналогичные системы. В отличие подобных решений, которые работают в лабораториях с чистым углекислым газом в резервуарах под давлением, новая разработка может найти применение в реальном мире. Она способна улавливать углекислый газ из среды с более низкой его концентрацией (атмосферный воздух, промышленные выбросы), который в дальнейшем можно перерабатывать в топливо или в производстве различных материалов.

«Наша система может быть развернута за пределами лаборатории, где она может сыграть значительную роль в сокращении выбросов парниковых газов в атмосферу благодаря высокому уровню улавливания углерода, относительно низкой стоимости и умеренному энергопотреблению, даже по сравнению с лучшими лабораторными системами», — сказал Минеш Сингх, доцент кафедры химического машиностроения в UIC.

Используя разработанную ранее теоретическую концепцию, ученые модифицировали стандартную систему искусственных листьев с помощью недорогих материалов, включив в нее через электрически заряженную мембрану с градиентом воды (с сухой и влажной стороной).

На сухой стороне органический растворитель вступает в реакцию с доступным CO2, создавая на мембране концентрат бикарбоната или пищевой соды. По мере образования бикарбоната отрицательно заряженные ионы притягиваются через мембрану к положительно заряженному электроду в растворе на водной основе на влажной стороне мембраны. Жидкая среда растворяет бикарбонат обратно в углекислый газ, который затем можно высвободить и использовать в качестве топлива или других целей.

Читайте также:

Электрический заряд используется для ускорения переноса бикарбоната через мембрану.

Новая система достаточно компактна и может разместиться в обычном рюкзаке. В ходе тестов инженеры UIC обнаружили, что она обладает очень высокой степенью захвата углерода по сравнению с площадью поверхности, необходимой для реакций — 3,3 миллимоля в час на 4 квадратных сантиметра. Это более чем в 100 раз лучше, чем у других систем, хотя для питания реакции требовалось лишь умеренное количество электроэнергии (0,4 кДж/час), что меньше, чем необходимо для горения светодиодной лампы мощностью 1 Вт. По подсчетам ученых, стоимость за тонну углекислого газа, полученного таким образом, составила 145 долларов, что вполне соответствует экономически целесообразному пределу в 200 долларов за тонну.

«Особенно интересно, что это реальное применение искусственного листа, управляемого электродиализом, имело высокую эффективность с небольшой модульной площадью поверхности, — сказал Сингх. - Это означает, что его можно штабелировать, модули можно добавлять или убирать для более точного соответствия потребностям и доступного использования в жилых домах и учебных заведениях, а не только в промышленных организациях. Небольшой модуль размером с бытовой увлажнитель может удалять более 1 кг CO2 в день, а четыре промышленных электродиализных стеллажа могут улавливать более 300 кг CO2 в час из дымовых газов».

Ученые UIC опубликовали данные о конструкции своего искусственного листа и результатах экспериментов в научной работе в журнале Energy & Environmental Science.

Читайте также: Впервые в науке искусственные клетки научили полноценному фотосинтезу

Источник: today.uic.edu


А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!



Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Смотрите еще интересные материалы:

Присоединяйтесь к нам!

 

Авторизоваться