Znečištění by se mohlo stát přínosem
Hledat konec znečištění bylo před několika lety možná utopií, ale naděje na omezení klimatických změn učinila z tohoto oboru jeden z nejvíce zkoumaných na celém světě. Právě v této souvislosti se nový výzkumný projekt zaměřuje na přeměnu CO2 na energetické palivo, což by mohlo být klíčem k ukončení znečištění.
Zajímavý průlom
Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli nový elektrochemický článek schopný účinně přeměnit roztok hydrogenuhličitanu, který je výsledkem zachycování uhlíku, na roztok mravenčanu. Tento průlom představuje významný krok vpřed v technologii zachycování a využívání uhlíku a řeší problémy, které mohou být nyní klíčem k boji proti znečištění a změně klimatu. To vše zveřejnili v článku pro časopis EES Catalysis.
Tento proces tradičně vyžaduje čistý CO2, což s sebou nese vysokou spotřebu energie na čištění plynu. To se však změnilo díky nové studii japonského týmu, který podle všeho tento problém dokáže obejít pomocí reaktivního zachycování uhlíku. Tato metoda využívá CO2 rozpuštěného v alkalických roztocích, jako je hydrogenuhličitan, k produkci mravenčanových iontů bez energetických ztrát spojených s dodávkou čistého plynu. Úkolem bylo navrhnout elektrochemický článek, který by selektivně produkoval mravenčanové ionty z hydrogenuhličitanu a minimalizoval nežádoucí reakce.
Tento oxid uhličitý se pak na druhé elektrodě, která je rovněž v kontaktu s porézní membránou, přemění na mravenčanové ionty. Tímto způsobem se uvnitř článku dosáhne účinné přeměny hydrogenuhličitanu na mravenčan, čímž se zabrání nutnosti dodávat čistý CO2 a sníží se spotřeba energie.
Získané výsledky jsou velmi pozitivní a naznačují zajímavou budoucnost tohoto typu techniky. Nový elektrochemický článek dosáhl při vysokých proudech faradické účinnosti 85 %, což znamená, že 85 % elektronů je přeměněno na mravenčan. Kromě toho článek prokázal stabilitu po dobu více než 30 hodin provozu a dosáhl téměř úplné přeměny hydrogenuhličitanu na mravenčan.
Konečným produktem je pevné krystalické mravenčanové palivo, které je po odstranění vody připraveno k použití. Zachycování a využívání uhlíku je nezbytné pro snahu zvrátit nebo zpomalit účinky změny klimatu. Tyto procesy jsou však často velmi nákladné a obtížně zvládnutelné, takže se obvykle setkáváme s tím, že upadají v zapomnění, protože se podnikům nevyplatí je zavádět. Tento nový přístup by však mohl v tomto ohledu změnit pravidla hry, protože by nebyl tak nákladný a mohl by mít v budoucnu uplatnění v oblasti udržitelnosti.
Elektrody takového článku jsou vyrobeny z katalytického materiálu a od polymerní elektrolytové membrány jsou odděleny porézní membránou z esterů celulózy. Na jedné z elektrod vznikají vodíkové ionty, které se přesouvají přes elektrolytovou membránu do porézní vrstvy. Tam reagují s hydrogenuhličitanovými ionty za vzniku oxidu uhličitého v pórech membrány.
Sekvestrace uhlíku je základní strategií pro snížení emisí oxidu uhličitého do atmosféry. Vážným a obtížně řešitelným problémem však zůstává otázka, jak zachycený CO2 využít. Přinejmenším do doby, než se objeví toto řešení, přeměny oxidu uhličitého na mravenčan, sloučeninu, která může sloužit jako ekologické palivo.