Команда студентов из швейцарского научно-технического института работает над уникальным прототипом, в котором используются графеновые мембраны в сочетании с пористым губчатым материалом для извлечения углерода из атмосферы. Проект направлен на создание машины, которая сможет удалять CO2 из атмосферы.
Прототип сочетает две технологии, одна улавливает CO2 в низких концентрациях с использованием порошка адсорбента, а другая использует графеновые мембраны в качестве сита для более высоких концентраций CO2.
Команда стремится разработать экономически эффективную технологию улавливания углерода для достижения климатических целей за счет удаления выбросов углерода из атмосферы.
Первая технология использует порошок адсорбента. Она действует как губка, вытягивая CO2 из воздуха, когда он проходит через него. Затем порошок нагревают для высвобождения захваченного углерода.
Вторая технология использует пористые графеновые мембраны толщиной в атом, которые действуют как сита, пропуская только CO2 из смеси CO2 и N2. Технология основана на относительном молекулярном размере. Используется химический процесс, через крошечные отверстия размером с CO2 в графеновой пленке он может проходить. N2 является более крупной молекулой, поэтому остаётся за пределами.
Подход команды направлен на то, чтобы использовать все преимущества двух технологий, избегая при этом их недостатков. Преимущество заключается в способности улавливать CO2 даже при низких концентрациях. Однако, поскольку порошок необходимо нагревать для выделения CO2, процесс является энергоемким. Тепло также повреждает порошок адсорбента, который необходимо регулярно заменять. И наоборот, вторая технология потребляет очень мало энергии, но эффективно работает только при относительно высоких концентрациях CO2.
Концепция команды включает в себя приготовление «обогащенного CO2» воздуха с использованием только умеренно мощного порошка адсорбента, а затем пропускание этого воздуха через мембраны, которые работают более эффективно при более высоких концентрациях углерода. Объединив эти два подхода, станет возможно значительно снизить стоимость улавливания углерода.
Результаты крупномасштабного моделирования являются многообещающими. Команда уже построила прототип, который теперь необходимо протестировать. Масштаб был одной из главных проблем, с которыми столкнулась команда. В лаборатории работа проходит в сантиметровом масштабе. В реальных условиях пришлось построить мембраны в метровом масштабе, а затем масштабировать их в 10 раз больше, чтобы сделать их пригодными для реальных применений.
Пока что прототип будет способен улавливать лишь крошечные количества CO2. Но в целях компании улавливать один или два килограмма CO2 в день. К концу этого года они планируют производить газированную воду в кампусе.
Главная цель — разработать технологию, которая работает.
“Если мир хочет достичь своих климатических целей, нам не нужно просто улавливать CO2, который мы выбрасываем сегодня. Мы также должны удалить весь углерод, выброшенный в атмосферу с начала индустриальной эпохи», — говорит основатель.
