Этот порошок удаляет из воздуха столько же углекислого газа, сколько дерево.

Типичное большое дерево может поглотить столько же 40 кг углекислого газа Из воздуха в течение года. Теперь ученые из Калифорнийского университета в Беркли говорят, что они могут проделать ту же работу, используя менее полфунта мелкого желтого порошка.

Порошок предназначен для улавливания парниковых газов в своих микроскопических порах, а затем выпускает их, когда они готовы храниться там, где они не могут способствовать глобальному потеплению. По данным Engadget, в ходе испытаний материал оставался в хорошем состоянии после 100 таких циклов. изучать Опубликовано в среду в журнале Nature.

«Он прекрасно работает», — сказал он. Омар ЯгиА ретикулохимия в Калифорнийском университете в Беркли и ведущий автор исследования. «Основываясь на стабильности и поведении материала на данный момент, мы думаем, что он прослужит тысячи циклов».

Порошок, получивший название COF-999, может быть использован в крупномасштабных установках прямого улавливания воздуха, которые появляются для снижения количества углерода в атмосфере.

Поддержание концентрации углекислого газа в атмосфере ниже 450 частей на миллион необходимо, чтобы ограничить глобальное потепление не более чем на 2 градуса Цельсия выше доиндустриального уровня и предотвратить некоторые ужасные последствия изменения климата, говорят ученые. Измерения, проведенные в обсерватории Мауна-Лоа на Гавайях, показывают, что уровень углекислого газа в настоящее время присутствует. 423 частей на миллион.

«Необходимо удалить углекислый газ из воздуха, и другого выхода нет», — сказал Яги, который также является старшим научным сотрудником Университета Беркли. Баккарский институт цифровых материалов для планеты. «Даже если мы прекратим выбросы углекислого газа, нам все равно придется удалять его из воздуха. Других вариантов у нас нет».

Клаус Лакнердиректор-основатель Центр отрицательных выбросов углекислого газа Исследователи из Университета штата Аризона согласны с тем, что прямой захват воздуха станет важным инструментом для улавливания углерода и охлаждения планеты, как только будут преодолены важные препятствия. Он сказал, что достижения в новом исследовании могут помочь.

«Они открывают дверь новому семейству методов», — сказал Лакнер, не принимавший участия в исследовании.

По словам руководителя исследования Чжихуэй Чжоу, химика по материалам, работающего над докторской диссертацией в Калифорнийском университете в Беркли, при рассмотрении под сканирующим электронным микроскопом порошок напоминает крошечные баскетбольные мячи с миллиардами отверстий внутри.

Эти структуры удерживаются вместе одними из самых прочных химических связей в природе, в том числе теми, которые превращают атомы углерода в алмазы. К каркасам прикреплены соединения, называемые аминами.

Когда воздух проходит через конструкции, большинство… Его компоненты пройти беспрепятственно. Но амины, которые являются основными, присоединяются к углекислому газу, который является кислым.

Иллюстрация структуры COF-999 с порами, улавливающими молекулы углекислого газа.

(Чаоян Чжао)

Эти молекулы углекислого газа останутся на месте до тех пор, пока ученые не ослабят их, применив тепло. Потом они смогут пропылесосить его на хранение, возможно. Закапывайте их глубоко в землю«Сказал Чжоу.

Как только углекислый газ будет удален из порошка, весь процесс может начаться снова.

Чтобы проверить способность COF-999 удалять углерод, исследователи упаковали порошок в трубку из нержавеющей стали размером с соломинку и выставили ее на воздух снаружи Беркли в течение 20 дней подряд.

При входе в трубку воздух Беркли содержал углекислый газ в концентрациях от 410 до 517 частей на миллион. По словам Чжоу, когда он вышел на другую сторону, ученые вообще не смогли обнаружить углекислого газа.

По мнению его создателей, порошок имеет множество преимуществ перед другими материалами.

Его пористая конструкция увеличивает площадь поверхности, а это означает больше мест для удержания молекул углекислого газа. В результате он улавливает углекислый газ со скоростью «как минимум в 10 раз быстрее», чем другие материалы, используемые для улавливания прямого воздуха, сказал Чу.

Яги добавил, что члены команды продолжают совершенствоваться и собираются удвоить свои мощности в следующем году.

Еще одним преимуществом является то, что COF-999 ослабляет связывание углекислого газа при нагревании примерно до 140 градусов по Фаренгейту. По словам Чу, подобные материалы необходимо нагревать до 250 градусов по Фаренгейту, чтобы извлечь углерод.

Порошок также более долговечен. Чжу сказал, что команда протестировала новую версию, которая проработала 300 циклов, прежде чем эксперимент закончился.

Это многообещающий знак, сказал Лакнер.

«Прохождение 100 циклов и отсутствие ухудшения состояния позволяют предположить, что вы можете пройти тысячи циклов», — сказал он. «Мы не знаем, сможете ли вы получить сотни тысяч циклов».

По словам Чу, для его внедрения в промышленных масштабах потребуется спроектировать какой-то большой металлический ящик, через который сможет проходить воздух, не выдувая весь порошок. Эти коробки следует сгруппировать в количествах, напоминающих современный химический или нефтяной завод.

Высокие конструкции вентиляторов и лотков улавливают углекислый газ на установке прямого улавливания воздуха в Трейси, Калифорния, которая открылась в прошлом году.

(Пол Курода/For The Times)

По словам Яги, версия COF-999 может быть готова для станций захвата воздуха в течение двух лет. Он не смог оценить стоимость массового производства, но сказал, что для этого не потребуется каких-либо дорогих или экзотических материалов.

Яги основал компанию в Ирвине. АтокоКоммерциализировать свои исследования в области улавливания углерода и других технологий. Атоко помогла финансировать новое исследование. (Другие финансовые спонсоры включают Институт Баккара и Город науки и технологий имени короля Абдель Азиза.)

Кроме того, Калифорнийский университет в Беркли подал заявку на патент на COF-999, в которой изобретателями названы Яги и Чжоу.

Лакнер сказал, что весь процесс захвата прямого эфира должен стать «в 10 раз дешевле, чем сейчас», прежде чем он сможет оказать реальное влияние на Сотни миллиардов тонн углекислого газа Что ученые хотели бы очистить от атмосферы.

Более эффективный материал, улавливающий CO2, мог бы помочь, но Лакнер говорит, что он тратит больше времени на беспокойство о таких проблемах, как потеря тепла при повышении температуры для сбора углерода, чтобы его можно было закачивать под землю.

«Есть тысячи вещей, которые способствуют этому», — сказал он.