Vědci se zaměřují na způsoby, jak odstranit oxid uhličitý z atmosféry. Nyní vědci proměnili oxid uhličitý v superpevná vlákna

Ve snaze zmírnit oteplování klimatu způsobené člověkem se vědci zaměřují na způsoby, jak odstranit oxid uhličitý z atmosféry. Jeden z nejnovějších způsobů, jak toho dosáhnout, právě oznámili vědci z Brookhavenské národní laboratoře (BNL) a Kolumbijské univerzity (CU), píše portál NewAtlas.

Oxid uhličitý (CO2) je silný skleníkový plyn, což znamená, že má schopnost pohlcovat teplo a ohřívat planetu. Ačkoli je přirozenou součástí zemské atmosféry, lidská činnost jeho uvolňování urychlila a v roce 2021 se odhadovalo, že tvoří 79 % všech emisí skleníkových plynů způsobených lidskou činností. Vědci se proto snaží najít způsoby, jak ho z atmosféry dostat, v naději, že pomůže zpomalit, nebo dokonce zvrátit nebezpečný trend oteplování planety.

Právě minulý týden bylo oznámeno, že vědci dokázali odstranit CO2 ze vzduchu zavedením procesu fixace v živých bakteriích. V loňském roce byl oznámen výrobní proces betonu pohlcujícího CO2, stejně jako vyrobené dřevo, které je schopno tento plyn zachytit. A v roce 2022 bylo zveřejněno, že ve Wyomingu v USA má být postaveno největší zařízení na přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu na světě.

Nyní vědci oznámili jeden z kreativnějších přístupů k získávání CO2 ze vzduchu. Zahrnuje využití elektrochemických i termochemických reakcí při relativně nízké teplotě k přeměně škodlivého plynu na prospěšná uhlíková nanovlákna.

Přeměna CO2 na nanovlákna byla sice zkoušena již dříve, ale tento proces vyžadoval mimořádně vysoké teploty přesahující asi 1 832 °C. Výzkumníci z BNL a CU tento požadavek obešli tím, že proces přeměny rozdělili do několika fází s použitím různých postupů.

„Pokud reakci rozdělíte na několik dílčích reakčních kroků, můžete zvážit použití různých druhů vstupní energie a katalyzátorů, aby každá část reakce fungovala,“ uvedl hlavní autor studie Zhenhua Xie.

Nejprve vědci použili elektrokatalyzátor z palladia na bázi uhlíku, který po zavedení elektrického proudu rozštěpil směs CO2 a vody na oxid uhelnatý (CO) a vodík (H2).

Poté přešli na termokatalyzátor vyrobený ze slitiny železa a kobaltu. To jim umožnilo roztočit CO z první fáze na uhlíková nanovlákna při teplotě pouhých asi 452 °C, což je podle nich mnohem dosažitelnější úroveň tepla pro použití v průmyslovém měřítku.

„Spojením elektrokatalýzy a termokatalýzy dosahujeme pomocí tohoto tandemového procesu věcí, kterých nelze dosáhnout ani jedním z těchto procesů samostatně,“ řekl Jingguang Chen z CU, který výzkum vedl.

Navíc, jak se tvořila uhlíková nanovlákna, vytlačovala katalyzátor z povrchu, což umožnilo jeho zachycení a opětovné použití. Pokud jde o opětovné použití, vědci také uvádějí, že vodík vyrobený v první fázi by mohl být navíc zachycen a znovu použit jako zdroj paliva.

„Pro praktické aplikace je obojí opravdu důležité – analýza CO2 stopy a recyklovatelnost katalyzátoru,“ řekl Chen. „Naše technické výsledky a tyto další analýzy ukazují, že tato tandemová strategie otevírá dveře k dekarbonizaci CO2 na cenné produkty z pevného uhlíku a zároveň k výrobě obnovitelného H2.“

Protože jsou uhlíková nanovlákna mimořádně pevná, mohla by podle vědců mít řadu využití, zejména jako zpevňovač betonu.

„Uhlíková nanovlákna můžete vložit do cementu a zpevnit ho,“ řekl Chen. „Tím by se uhlík uzamkl v betonu nejméně na 50 let, možná i déle. Do té doby by měl svět přejít především na obnovitelné zdroje energie, které nevypouštějí uhlík.“

Zdroj: studie, NewAtlas