Репортаж от Wedoany，Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали новый метод прямого улавливания из воздуха (DAC), используя белковые гранулы, полученные из отходов молочной и соевой промышленности, для связывания углекислого газа со снижением энергозатрат на десорбцию. Результаты опубликованы в журнале «Труды Национальной академии наук США» (PNAS).
Согласно последнему оценочному докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), для удержания глобального потепления в пределах 1,5°C необходимо значительно сократить выбросы и развивать технологии удаления и хранения CO₂ из атмосферы. Долгое время технология DAC сдерживалась в масштабном применении из-за высокого энергопотребления и затрат. Компания Climeworks, основанная в 2009 году выпускниками ETH Zurich, является одним из первых в мире коммерческих поставщиков DAC.
Команда под руководством профессора ETH Zurich, материаловеда Раффаэле Мецценги, выделила белки из отходов производства сыворотки и тофу, переработала их в амилоидные фибриллы, а затем пропитала гидроксидом калия, получив пористые белковые гранулы диаметром от 0,5 до 1 см. Гидроксид калия в гранулах реагирует с CO₂ из атмосферного воздуха, образуя бикарбонат, что обеспечивает улавливание. В тестах с атмосферным воздухом 1 грамм материала извлёк 97 мг CO₂, что на 10–50% превышает ёмкость традиционных методов DAC. По оценкам, 1 кг белковых гранул за один технологический цикл может связать и изолировать 100 г CO₂.
В отличие от традиционного DAC, требующего нагрева и десорбции под отрицательным давлением, команда при комнатной температуре попеременно опрыскивала гранулы мягкой кислотой и щёлочью в течение примерно 10 минут, высвобождая CO₂ за счёт разрыва химических связей. Кислота, щёлочь и гранулы могут быть повторно использованы. В лабораторных испытаниях, включавших 30 циклов адсорбции и десорбции, не наблюдалось значительной потери эффективности. Разработчики отмечают, что хотя материал после тысяч циклов требует замены из-за снижения ёмкости, отработанные гранулы, состоящие из органических материалов, могут использоваться в качестве сельскохозяйственного удобрения или перерабатываться в биотопливо. Анализ жизненного цикла показал, что данный метод вызывает меньшее загрязнение окружающей среды по сравнению с другими методами DAC.
В последнем исследовании учёные в контролируемых лабораторных условиях с помощью нескольких граммов белковых гранул связали и изолировали около 50 г CO₂. Мецценга считает, что система распыления для десорбции основана на существующих промышленных технологиях. Хотя точная стоимость улавливания одной тонны CO₂ ещё не оценена, Мецценга предполагает, что она будет ниже, чем у традиционного DAC, главным образом из-за низкого энергопотребления и широкой доступности сырья из отходов. Будущие испытания масштабируемости будут проводиться постдокторантом Чжоу Дуном.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
