Международная группа ученых использует пористые губчатые материалы, которые могут задерживать углекислый газ в своих полостях, пропуская при этом другие газы, такие как азот.
Материалы изготавливаются из сахара и недорогих солей щелочных металлов, поэтому они достаточно дешевы для крупномасштабного развертывания и могут быть особенно эффективны для ограничения ущерба окружающей среде от угольных электростанций.
Статья группы опубликована в Angewandte Chemie, издании Немецкого химического общества. Сотрудничество возглавил Филипп Милнер, доцент кафедры химии и химической биологии Корнельского университета.
В течение последних 100 лет ведущим методом улавливания углерода в химии был процесс, известный как аминовая очистка. Амины представляют собой органические производные аммиака соединения, содержащие азот . В водном растворе они способны избирательно удалять углекислый газ из газовых смесей. Однако кислород разрушает их каждый раз, когда они перерабатываются, а это означает, что необходимо производить все больше и больше материала, что увеличивает стоимость.
Вместо того, чтобы пытаться выяснить, как решить проблему окисления аминов, лаборатория Милнера экспериментировала с другим семейством материалов и разрабатывала их специально для улавливания углекислого газа.
Новый проект фокусируется на губчатых материалах, содержащих гидроксидные участки в порах. Как правило, растворы гидроксидных солей обратимо реагируют с двуокисью углерода и образуют бикарбонатные соли, такие как пищевая сода, улавливающие двуокись углерода. Но для того, чтобы регенерировать гидроксидную соль, материал нужно нагреть до 500–800 градусов по Цельсию — дело непростое, да и недешевое.
Ведущий автор и докторант Мэри Зик обнаружила, что, включив в качестве закваски пучки молекул сахара, называемых циклодекстринами, и прокипятив их с солями щелочных металлов в воде, она может создать губчатый материал, пронизанный полостями, в которых сильно связывается углекислый газ. но в которых легко проходят другие газы, такие как азот.
«Выбросы угля по-прежнему являются антропогенным фактором № 1 в выбросах углекислого газа в мире», — сказал Милнер. «Что хорошо в этой работе, так это то, что Мэри не только нашла материал, полезный для улавливания углекислого газа из угольных дымовых газов, но и обрисовала в общих чертах взаимосвязь между структурой и свойствами, которая позволит нам разрабатывать материалы для других применений, таких как улавливание CO 2 из электростанции , работающие на природном газе , а также, возможно, даже на воздухе, что является одной из действительно больших проблем нашего времени».
