Инженеры из Университета Иллинойса в Чикаго создали систему для очистки воздуха от углекислого газа (CO2), которая потребляет меньше энергии, чем светодиодная лампочка мощностью 1 Вт, и улавливает в 100 раз больше CO2, чем другие «искусственные листья». И делает это в реальной среде. Исследование опубликовано в журнале Energy & Environmental Science.
«Его можно масштабировать, модули можно добавлять или убирать для более точного соответствия потребностям и доступного использования в домах и классах, а не только в прибыльных промышленных организациях. Небольшой модуль размером с домашний увлажнитель может удалять более 1 кг CO2 в день, а четыре промышленных электродиализных стеллажа — более 300 кг CO2 в час», — сказал Минеш Сингх, доцент кафедры химического машиностроения в Инженерном колледже Университета Иллинойса в Чикаго и автор статьи.
Американские исследователи помести стандартную единицу искусственного фотосинтеза в прозрачную капсулу с водой и полупроницаемым внешним слоем. При попадании солнечного света на устройство, вода испарялась через «поры», а на ее место втягивался углекислый газ, который внутренний блок превращал в монооксид углерода. При этом CO можно добывать из устройства и использовать для производства синтетического топлива (делается из смеси CO и H2). Эта идея вполне могла бы заинтересовать Илона Маска.
Команда инженеров использовала недорогие материалы для интеграции электрически заряженной мембраны, которая действует как градиент воды и с сухой, и с влажной стороны. На сухой стороне органический растворитель присоединяется к захваченному углекислому газу и превращает его в концентрированный бикарбонат (пищевая сода), накапливающийся на мембране. По мере образования бикарбоната, отрицательно заряженные ионы притягиваются через мембрану к положительно заряженному электроду в растворе на водной основе на влажной стороне мембраны. Жидкость растворяет бикарбонат обратно в углекислый газ. Электрический заряд используется для ускорения переноса бикарбоната через мембрану.
Размер этой системы — с обычный городской рюкзак. Ее скорость захвата углерода по сравнению с площадью поверхности, необходимой для реакций — 3,3 ммоль в 1 час на 4 см2. Это более чем в 100 раз лучше, чем у других систем. При этом для питания реакции нужно 0,4 кДж/час электроэнергии. Авторы рассчитали, что стоимость 1 тонны углекислого газа будет 145 долл., что соответствует рекомендациям Министерства энергетики (200 долл. за тонну).