Najrýchlejší lapač oxidu uhličitého zo vzduchu na svete

Výskumníci z Tokijskej metropolitnej univerzity vyvinuli nový systém zachytávania uhlíka, ktorý odstraňuje oxid uhličitý priamo z atmosféry s bezprecedentným výkonom. Zistilo sa, že izoforóndiamín (IPDA) v systéme „separácie medzi kvapalnou a tuhou fázou“ odstraňuje oxid uhličitý pri nízkych koncentráciách obsiahnutých v atmosfére s účinnosťou 99 %. Zmes je opakovane použiteľná s minimálnym ohrevom a najmenej dvakrát rýchlejšia ako existujúce systémy. Najväčší problém systémov priameho zachytávania zo vzduchu (direct air capture – DAC) je ich efektívnosť.

Koncentrácie oxidu uhličitého sú také, že chemické reakcie so sorbentmi sú veľmi pomalé. Problémom je aj opätovné získavanie oxidu uhličitého v udržateľnejších cykloch zachytávania a desorpcie, čo môže byť samo osebe veľmi energeticky náročné. Tím, ktorý viedol profesor Seiji Yamazoe, študoval typ technológie DAC, ktorá je známa ako separačné systémy medzi kvapalnou a tuhou fázou. Mnoho systémov DAC používa prebublávanie vzduchu kvapalinou, pričom medzi kvapalinou a oxidom uhličitým dochádza k chemickej reakcii.

Reakčný produkt sa však postupne hromadí v kvapaline, čo spôsobuje, že následné reakcie sú stále pomalšie. Systémy na separáciu medzi kvapalnou a pevnou fázou ponúkajú elegantné riešenie, kde je reakčný produkt nerozpustný a vychádza z roztoku ako pevná látka. Nedochádza tak k akumulácii produktu v kvapaline a reakcia sa príliš nespomalí. Tím zameral svoju pozornosť na kvapalné amínové zlúčeniny a upravil ich štruktúru tak, aby optimalizovala rýchlosť a účinnosť reakcie so širokým rozsahom koncentrácií oxidu uhličitého vo vzduchu – približne od 400 ppm (častíc na jeden milión) až do 30 %.

Zistili, že vodný roztok jednej z týchto zlúčenín, izoforóndiamínu (IPDA), dokáže premeniť 99 % oxidu uhličitého obsiahnutého vo vzduchu na pevnú zrazeninu kyseliny karbamovej. Pritom zrazeninu stačí ohriať na 60 °C, aby sa oxid uhličitý uvoľnil. Kvapalinu možno potom použiť na zachytávanie ďalšieho uhlíka. Výskum bol publikovaný v časopise ACS Environmental Au.

Zdroj: eurekalert.org.