Зло — во благо. В Японии разработали утилизатор СО₂ на основе СО₂
Энергоэффективный способ преобразования главного парникового газа — двуокиси углерода (CO2) — в удобное для хранения и дальнейшей переработки химическое вещество, нашли исследователи из Японии, 13 октября пишет Asahi Shimbun.
При использовании этого метода CO₂ превращается в структуры, называемые металлоорганическими каркасами (МОК), что позволяет предложить новый и более простой способ утилизации парникового газа для борьбы с глобальным потеплением.
Исследование было проведено учеными из Института интегрированных наук о клетках и материалах (iCeMS) Киотского университета и их коллегами, а результаты опубликованы в журнале Американского химического общества.
«Получение CO₂, выделяющегося при сжигании ископаемого топлива, и преобразование этого газа в ценные химические вещества и материалы — многообещающий подход к защите окружающей среды. Но поскольку CO₂ — очень инертная и стабильная молекула, ее трудно заставить реагировать с помощью обычных процессов преобразования», — пояснил Сатоси Хорике, химик из iCeMS, возглавлявший исследование.
«Наша работа демонстрирует более простой подход, который может быть осуществлен при гораздо более низкой температуре и давлении. Это должно сделать реакции, использующие CO₂, более простыми в производстве и более популярными», — добавил он.
Японская команда выбрала МОК, поскольку они имеют широкий спектр применения, в том числе в качестве биосенсоров и катализаторов. Кроме того, поскольку МОК пористые и могут удерживать большое количество газа, они перспективны в качестве накопителей для устойчивого водородного топлива.
Чтобы запустить реакцию, исследователи пропускали CO₂ при температуре 25°C и давлении 0,1 МПа через раствор с пиперазином. МОК быстро образовался в виде белого микрокристаллического порошка, который можно было собрать и высушить. Анализ его структуры с помощью рентгеновской спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса подтвердил, что превращение произошло, как и планировалось.
МОК имели высокую площадь поверхности, несмотря на то, что они были сделаны из более чем 30% CO₂ по весу — свойства, которые делают их пригодными в качестве функциональных материалов для многих применений.
Теперь исследователи планируют посмотреть, как можно использовать эту реакцию для преобразования CO₂ непосредственно из промышленных дымов, таких как выбросы угольных и газовых электростанций.
_«Прямая утилизация CO₂ является сложной задачей, но потенциально она позволит сэкономить много энергии, которая требуется для улавливания и разделения газа <…> Выбросы CO₂ при сжигании ископаемого топлива должны быть сокращены и регулироваться для защиты окружающей среды. Наш метод является потенциальным ключом к решению некоторых важных экологических проблем», — подчеркнул Хорике.
