Zespół pod kierunkiem naukowców z australijskiego Uniwersytetu Nowej Południowej Walii opracował zaskakująco prosty sposób na rozkładanie dwutlenku węgla na tlen i węgiel. Proces nie wymaga skomplikowanych reakcji, drogich katalizatorów, wysokiego ciśnienia, ani temperatur. Zachodzi w temperaturze pokojowej. Jedyne, co jest potrzebne, to gal i odrobina srebra oraz ultradźwięki. 

Badacze publikują swoją pracę w „Advanced Materials”. Ich pomysł pomoże nam w przyszłości usuwać dwutlenek węgla z atmosfery. Na razie przyda się, by nie emitowały go do atmosfery rury wydechowe samochodów i kominy elektrowni spalających węgiel lub gaz. 

– To bezprecedensowy proces, który pozwoli na wychwytywanie i przetwarzanie dwutlenku węgla po wyjątkowo konkurencyjnej cenie – mówi Junma Tang, główny autor opublikowanej pracy. – Nasz proces już działa. Instalacja o pojemności dwóch i pół litra może przetworzyć około jednej dziesiątej litra dwutlenku węgla na minutę. Testowaliśmy ją bez przerwy przez miesiąc. Sprawność instalacji nie uległa pogorszeniu – dodaje badacz. 

92 procent dwutlenku węgla zamienia się w tlen i węgiel 

Jak to działa? Kluczem jest roztwór, w którym zawieszone są cząsteczki galu oraz fluorku srebra (w proporcji 7 do 1). Przepuszczenie dwutlenku węgla przez taką ciecz sprawia, że 92 proc. tego gazu ulega rozkładowi na tlen i węgiel. Węgiel w postaci czystych drobin zbiera się na powierzchni roztworu. Można go stamtąd usuwać i wykorzystać (czysty węgiel jest cennym surowcem chemicznym i farmaceutycznym). 

Proces zachodzi w wyniku dostarczenia do roztworu energii trybochemicznej, czyli uwalnianej podczas pocierania lub ścierania się dwóch substancji. W tym przypadku są to cząsteczki galu i srebra. Oznacza to, że roztwór, przez który przepuszczany jest gaz, trzeba cały czas mieszać lub nim potrząsać. Badacze użyli jednak bardziej wyrafinowanego sposobu: ultradźwięków. To one poruszają cząsteczkami roztworu tak, by się zderzały. 

Wykorzystanie ultradźwięków pozwoliło na bardzo niskie zużycie energii. Naukowcy zmierzyli, że do rozłożenia tony dwutlenku węgla potrzeba będzie 230 kWh (kilowatogodzin). Oznacza to, że koszt nie przekroczy stu dolarów na każdą rozłożoną tonę tego gazu. 

Będziemy trzeba usuwać dwutlenek węgla z atmosfery 

Wszelkie dotychczasowe sposoby na rozkładanie dwutlenku węgla (lub przetwarzanie go na inne związki chemiczne, np. paliwa), nawet jeśli okazywały się skuteczne, miały swoje ograniczenia. To pierwszy raz, kiedy zaprezentowano proces jego rozkładu w temperaturze pokojowej i przy niewielkim zużyciu energii. 

Przede wszystkim to sposób tani. Istniejące już sposoby wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery są po prostu drogie. Ich koszt wynosi, w zależności od metody, od 135 dolarów za tonę usuniętego gazu wzwyż. Żeby opłacało się go usuwać na skalę przemysłową, koszt musi spaść, jak szacują ekonomiści, poniżej 50 dolarów za tonę. Wygląda na to, że jesteśmy na dobrej drodze. 

Nie ulega wątpliwości, że nadal spalamy za dużo paliw. Stale uwalniamy do atmosfery dwutlenek węgla, potęgując globalne ocieplenie. Opublikowany na początku sierpnia nowy raport Międzyrządowego Zespołu do spraw Zmian Klimatu (IPCC) nie pozostawia złudzeń. Jeśli chcemy ograniczyć globalne ocieplenie do 1,5–2 st. C, musimy szybko i znacząco ograniczyć emisje gazów cieplarnianych. Musimy też zacząć usuwać nadmiar CO2 z powietrza – a i tak niektóre zmiany będą nieuniknione i nieodwracalne.  

Źródła: University of New South WalesAdvanced MaterialsIEA