Inginerii caută adesea inspirație în natură și, când vine vorba de captarea dioxidului de carbon, frunzele plantelor reprezintă standardul. Oamenii de știință au încercat de mult timp să recreeze proprietățile frunzelor de captare a CO2, dar imitarea naturii nu este întotdeauna ușoară.
Cercetătorii de la Universitatea Illinois din Chicago au dezvoltat o frunză artificială care este pe de o parte mai eficientă la captarea CO2 decât sistemele existente de captare a carbonului, iar pe de altă parte este și capabilă să capteze carbonul din surse mai diluate – cum ar fi gazele de ardere rezultate din producția de energie pe bază de cărbune.
Pentru a dezvolta această tehnologie, cercetătorii au modificat un sistem de frunze artificiale existent prin adăugarea de materiale noi și ieftine, pentru a crea un gradient pe bază de apă – o zonă uscată și una umedă despărțite de o membrană încărcată electric. Pe partea uscată, un solvent organic se atașează la dioxidul de carbon producând ioni de bicarbonat. Ionii încărcați negativ sunt atrași prin membrană către un electrod încărcat pozitiv situat pe partea umedă. Electrodul este scufundat într-o soluție lichidă care dizolvă bicarbonatul, eliberând CO2. Acesta poate fi apoi colectat și folosit drept combustibil sau pentru alte utilizări.
Un consum de energie electrică de doar aproximativ 0,4kJ/h (0,001kW) este suficient pentru a întreține reacția – mai puțin decât energia folosită pentru a alimenta un bec LED. Când cercetătorii au testat sistemul, au descoperit, de asemenea, că are o rată de captare a carbonului la suprafață de 100 de ori mai bună comparativ cu alte sisteme. Ei au estimat costurile de captare a CO2 la aproximativ 145 USD (aproximativ 127 EUR) pe tonă.
Meenesh Singh, profesor asistent la catedra de inginerie chimică și autor corespondent al lucrării, a subliniat, de asemenea, că acest sistem este foarte scalabil. „… are potențialul de a fi modular, modulele pot fi adăugate sau eliminate pentru a se adapta perfect necesităților și au un preț care le face accesibile și pentru utilizarea în locuințe sau săli de clasă, nu doar pentru companiile industriale”.
În 2021, la nivel global, existau aproximativ 50 de instalații de captare a carbonului la scară industrială în funcțiune sau în construcție. Dar există și o serie de alte inovații care speră să îmbunătățească scalabilitatea sau să scadă costul captării și reutilizării carbonului, cum ar fi materialul microporos special dezvoltat care face ca sechestrarea să fie mai ieftină și mai eficientă sau „arborii lichizi” pe bază de alge utilizați pentru curățarea aerului urban.
Această nouă tehnologie ar putea juca un rol major în dispozitivele de captare și reducere a carbonului pentru uz personal și industrial. Potrivit lui Singh, sistemul ar putea fi dezvoltat relativ ușor pentru a atinge dimensiunile unui umidificator de casă, care ar elimina mai mult de 1 kilogram de CO2 pe zi, în timp ce patru module industriale ar putea capta peste 300 de kilograme de CO2 pe oră din coșurile de fum industriale. Și, spre deosebire de alte sisteme de captare a carbonului, care necesită adesea rezervoare sub presiune, sistemul de frunze artificiale funcționează în condiții reale. Aceasta înseamnă că ar putea fi posibilă dezvoltarea acestei tehnologii pentru utilizarea de zi cu zi, într-o varietate mult mai largă de locații. Poate că într-o zi, fiecare dintre noi vom putea capta carbon pe îl vom comercializa apoi într-un fel de „piață a carbonului”.
Sursa: https://today.uic.edu/stackable-artificial-leaf-uses-less-power-than-lightbulb-to-capture-100-times-more-carbon-than-other-systems
