Что, если бы мы могли сконцентрировать силу всего дерева менее чем в 200 граммах пыли? Это больше не гипотетический вопрос: команда в Беркли создала КОФ-999, желтый порошок, который меняет правила улавливания CO2. Это прорыв, который может значительно ускорить нашу способность очищать атмосферу.
Улавливание CO2 в цифрах
Большое дерево может поглотить до 40 килограммов углекислого газа в год. Теперь исследователи изУниверситет Беркли создали нечто экстраординарное: порошок, который позволяет добиться тех же результатов, используя 200 грамм.
Открытие, опубликовано в журнале Природа, наступает в решающий момент. Обсерватория Мауна-Лоа на Гавайях. фиксирует уровень CO2 в атмосфере около 423 частей на миллион, что опасно близко к критическому порогу в 450 частей на миллион.
Омар Яги, химик из Беркли и старший автор исследования, говорит очень ясно: «У нас нет альтернатив. Даже если бы мы прекратили выбросы CO2, нам все равно пришлось бы удалять избыток COXNUMX из воздуха».
Отличная идея, микроскопический дизайн
Под электронным микроскопом этот порошок раскрывает увлекательную тайну. Как он говорит Цзихуэй ЧжоуПо мнению химика-материаловеда, возглавляющего исследование, пыль напоминает поле из крошечных баскетбольных мячей с миллиардами дырок.
Структура поддерживается невероятно прочными химическими связями, теми самыми, которые превращают углерод в алмазы. К этим лесам прикреплены аммин, органические химические соединения, полученные из аммиака, которые играют решающую роль как в биологических процессах, так и во многих промышленных применениях.
Проще говоря, эта микроскопическая архитектура была спроектирована следующим образом: когда воздух проходит через эти структуры, большинство его компонентов проходят без помех. но амины, которые являются основными, избирательно захватывают CO2, который является кислым.
Технология, которая действительно работает
Полевые испытания дали удивительные результаты. Команда наполнила трубку размером с соломинку порошком COF-999 и подвергла ее воздействию воздуха Беркли в течение 20 дней подряд.
Это работает прекрасно. Учитывая стабильность и поведение материала, мы считаем, что он может выдержать тысячи циклов.
Воздух, поступающий в трубку содержал концентрации CO2 от 410 до 517 частей на миллион. Когда он вышел с другой стороны, исследователи они не смогли обнаружить никаких следов углекислого газа.
Многообещающее промышленное будущее
Улавливание CO2 с помощью этого материала имеет ряд преимуществ. Пористая конструкция увеличивает доступную площадь поверхности, позволяя захватывать углекислый газ «по крайней мере в 10 раз быстрее», чем другие материалы, согласно Чжоу.
Команда продолжила совершенствовать процесс и Яги планирует удвоить свои мощности в течение следующего года. Кроме того, COF-999 выделяет CO2 при нагревании всего до 60 градусов по Цельсию, что намного ниже, чем 121 градус, необходимый для аналогичных материалов.
Клаус Лакнер, Директор Центр отрицательных выбросов углерода из Университета Аризоны, видит многообещающий потенциал: «Они открывают дверь новому семейству подходов».
Улавливание CO2, путь вперед
Для использования в промышленных масштабах потребуется спроектировать большие металлические контейнеры, которые позволят воздуху проходить сквозь пыль, не рассеивая ее. Яги считает версию COF-999 он может быть готов к системам прямого захвата воздуха в течение двух лет.
Эта технология должна стать «в 10 раз дешевле, чем сейчас», прежде чем она сможет реально изменить ситуацию с миллиардами тонн CO2, которые ученые хотели бы удалить из атмосферы.
Мне нравится думать, что это нововведение представляет собой важный шаг на пути к более устойчивому будущему. Это не окончательное решение, но, безусловно, это значительный прогресс в нашей борьбе с изменением климата.