Разработана технология сверхбыстрого формирования гидратов углекислого газа

Исследователи из Техасского университета в Остине разработали новый способ хранения углерода, захваченного из атмосферы, который работает значительно быстрее существующих методов и не требует использования вредных химических ускорителей. Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Команда разработала метод ультрабыстрого формирования гидратов углекислого газа — уникальных ледоподобных материалов, способных удерживать углекислый газ в океане и предотвращать его выброс в атмосферу.

Углекислый газ является наиболее распространенным парниковым газом и основным фактором изменения климата. Захват и секвестрация углерода из атмосферы рассматриваются как ключевой элемент процесса декарбонизации планеты.

В настоящее время наиболее распространенный метод хранения углерода включает закачку углекислого газа в подземные резервуары. Этот метод имеет двойное преимущество: он улавливает углерод и увеличивает добычу нефти. Однако такой подход имеет значительные недостатки, включая утечки углекислого газа, загрязнение грунтовых вод и сейсмические риски, связанные с инъекцией. Также во многих регионах мира отсутствуют подходящие геологические условия для таких резервуаров.

Гидраты представляют собой “план Б” для хранения углерода в масштабах гигабайтов, но они могут стать “планом А”, если удастся преодолеть некоторые основные проблемы. До сих пор процесс формирования этих углеродозахватывающих гидратов был медленным и энергозатратным, что ограничивало их использование в больших масштабах.

В новом исследовании ученые достигли шестикратного увеличения скорости формирования гидратов по сравнению с предыдущими методами. Высокая скорость и отсутствие химических добавок делают этот процесс более пригодным для массового хранения углерода.

Магний оказался “секретным ингредиентом” этого исследования, действуя как катализатор, устраняющий необходимость в химических промоторах. Это достигается за счет высокой скорости подачи углекислого газа в определенной конфигурации реактора. Технология хорошо работает с морской водой, что упрощает внедрение, так как не требует сложных процессов опреснения.

Гидраты привлекательны для хранения углерода, так как на морском дне существуют стабильные термодинамические условия, защищающие их от разложения, говорят ученые. Хранение углерода становится доступным для любой страны с береговой линией, что делает его более доступным и осуществимым.

Прорыв имеет важное значение не только для секвестрации углерода. Ультрабыстрое формирование гидратов имеет потенциал для применения в опреснении, разделении и хранении газов, предлагая универсальное решение для различных отраслей.

Исследователи и Техасский университет подали заявки на два патента, связанные с данной технологией, и рассматривают возможность создания стартапа для её коммерциализации.