Созданные в лаборатории пористые губки способны помочь снизить выбросы углекислого газа в атмосферу.

Глобальное потепление, изменение климата, парниковый эффект – наверное, каждый хоть раз слышал эти слова. Один из главных виновников потепления – углекислый газ, СО₂. Это тот газ, который мы выдыхаем, который выходит из выхлопной трубы вашего автомобиля, который в огромном количестве выбрасывают в атмосферу химические и нефтеперерабатывающие заводы. Рост содержания углекислого газа в атмосфере приводит не только к климатическим изменениям. Вспомним, что если в комнате становится душно, а это связано как раз с увеличенной концентрацией двуокиси углерода, мы открываем окно, чтобы впустить свежий воздух. Но как можно «проветрить» нашу планету, где находится та самая форточка, которую нужно открыть?

Наука и жизнь // Иллюстрации

Фотографии, сделанные с помощью электронного микроскопа. Сверху – мезопористая структура подложки из оксида кремния. Снизу – та же структура после закрепления на ней полиаминных цепочек.Cornell University / http://www.cornell.edu/

График Килинга. Динамика изменения концентрации СО2 в атмосфере, зарегистрированная с 1958 г. в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи. За последние полвека содержание углекислого газа увеличилось почти на треть. В 1958 г. его доля составляла 0.0314%, а в конце

Наука и жизнь // Иллюстрации

  С 1958 года в обсерватории Мануа-Лоа на Гавайях ведется постоянный мониторинг содержания углекислого газа. И результаты наблюдений не самые обнадеживающие – за последние пятьдесят лет содержание СО₂ увеличилось почти на треть. Одним из основных источников углекислого газа в атмосфере стала промышленная деятельность человека, в первую очередь это сжигание и переработка природных ресурсов: нефти, газа и угля. Хотя на международном уровне прилагаются определенные усилия (Киотский протокол), призванные ограничить выбросы углекислого газа, без использования новых технологий решить эту проблему практически невозможно.

 Для того, чтобы снизить выбросы углекислого газа на промышленном предприятии, необходимо решить две проблемы: как отделить СО₂ от остальных выделяемых газов, и что с ним потом делать. Существует несколько решений второй задачи: углекислый газ используют для производства минеральных удобрений, его закачивают в толщу земной коры вместо нефти или растворяют в мировом океане. Однако сначала  его нужно  получить в чистом виде. 

На сегодняшний день в промышленности для этого используется процесс, в котором исходный газ пропускают через раствор, содержащий производные аммиака. Но такая технология использует опасные, агрессивные вещества и требует существенных вложений. Исследователи из Корнелльского университета  предложили интересное решение данной проблемы.  

Результатом более чем пятилетней работы стало вещество, способное эффективно улавливать углекислый газ, простое в применении и при этом не представляющее угрозы для окружающей среды. Это вещество представляет собой порошок, состоящий из мелких частиц, на которых закреплены особые молекулы. Частицы представляют собой пористую структуру из оксида кремния. На поверхности и внутри пор закреплены длинные полимерные цепочки из молекул полиаминов, которые способны улавливать и удерживать на себе двуокись углерода. Фактически получилось создать молекулярную губку, которая может активно впитывать в себя углекислый газ.

Ценность изобретения в том, что такие губки не только эффективно поглощают СО₂, но и длительное время не теряют своей работоспособности. Именно сочетание простоты применения, долговечности и эффективности дает им право на использование взамен существующей технологии. Исследователи планируют провести испытания собственной разработки на университетской теплоэлектростанции, что поможет привлечь интерес к изобретению.

По материалам Cornell Chronicle