Ученые заявили о прорывной технологии преобразования CO2 в этилен

Группа исследователей Иллинойского университета в Чикаго открыла способ преобразования 100% CO₂, уловленного из промышленных выбросов, в этилен –  ключевой строительный материал для пластмассовых изделий. О технологическом решении они рассказали на страницах журнала Cell Reports Physical Science.

Ученые отмечают, что для преобразования захваченного углекислого газа в этилен высокой чистоты с другими видами топлива на основе углерода и кислородом в качестве побочных продуктов они использовали электролиз. Технология позволят, по их словам, преобразовать до 6 метрических тонн углекислого газа в 1 метрическую тонну этилена, перерабатывая почти весь захваченный углекислый газ. Поскольку система работает на электричестве, использование возобновляемых источников энергии может сделать процесс ещё углеродно-отрицательным.

По словам руководителя исследовательской группы Минеша Сингха, такой подход команды является наиболее выигрышным в сравнении с другими технологиями улавливания и преобразования углерода с нулевым выбросом углерода именно за счет фактического сокращения общего объема выбросов углекислого газа в промышленности.

– На каждую 1 тонну произведенного этилена вы получаете 6 тонн CO₂ из точечных источников, которые в противном случае выбрасывались бы в атмосферу, — отметил ученый.

Предыдущие попытки преобразования двуокиси углерода в этилен основывались на реакторах, производящих этилен в потоке исходных выбросов CO₂. В этих случаях всего 10% выбросов CO₂ обычно преобразуется в этилен. Этилен позже должен быть отделен от CO₂ в энергоемком процессе, часто с использованием ископаемого топлива.

В новой же технологии электрический ток проходит через ячейку, половина которой заполнена захваченным углекислым газом, а другая половина — раствором на водной основе. Наэлектризованный катализатор втягивает заряженные атомы водорода из молекул воды в другую половину блока, разделенную мембраной, где они соединяются с заряженными атомами углерода из молекул углекислого газа, образуя этилен.

Стоит отметить, что среди производимых химических веществ во всем мире этилен занимает третье место по выбросам углерода после аммиака и цемента. Этилен используется не только для создания пластиковых изделий для упаковки, сельского хозяйства и автомобилестроения, но и для производства химикатов, используемых в антифризах, медицинских стерилизаторах и виниловом сайдинге для домов.

Также этилен обычно производится в процессе, называемом паровым крекингом, требующим огромного количества тепловой энергии. При этом сам крекинг производит около 1,5 метрических тонн выбросов CO₂ на тонну произведенного этилена. А учитывая что в среднем во всем мире производится около 160 миллионов тонн этилена в год, то объем выбросов CO₂ от этого процесса составляет порядка 260 миллионов тонн.