Вчені створили реактор на сонячній енергії, що перетворює CO₂

Дослідники розробили сонячний реактор, який безпосередньо захоплює CO₂ з повітря та перетворює його на стале паливо. На відміну від традиційних методів уловлювання вуглецю, цей пристрій не потребує викопного палива, що робить його революційним рішенням для кліматичної кризи. Імітуючи фотосинтез, він виробляє синтез-газ – ключовий компонент у паливі та фармацевтиці, з перспективою масштабування для виробництва рідкого палива.

Використання сонячної енергії для створення сталого палива

Вчені Кембриджського університету розробили сонячний реактор, який захоплює CO₂ безпосередньо з повітря та перетворює його на стале паливо за допомогою сонячного світла. Цей інноваційний пристрій має потенціал для виробництва пального для автомобілів та літаків, а також важливих хімічних речовин і ліків. Він може стати надійним джерелом енергії в віддалених чи автономних районах.

На відміну від традиційних технологій уловлювання вуглецю, які потребують енергії викопного палива та передбачають транспортування і зберігання CO₂, цей реактор усуває ці кроки. Натомість він безпосередньо перетворює атмосферний CO₂ на корисні продукти, використовуючи лише сонячне світло. Результати дослідження були опубліковані 13 лютого в журналі Nature Energy.

Обмеження традиційного зберігання вуглецю

Попри значні інвестиції (близько 27 мільярдів доларів у Великій Британії), технології уловлювання та зберігання вуглецю (CCS) залишаються дуже енергоємними. Також існують побоювання щодо безпечності довготривалого зберігання CO₂ під високим тиском у підземних резервуарах.

«Окрім високої вартості та енергоємності, CCS фактично виправдовує подальше спалювання викопного палива, що і стало причиною кліматичної кризи», – зазначив професор Ервін Райснер, керівник дослідження. «До того ж це нециркулярний процес, оскільки CO₂ просто зберігається під землею без жодної користі».

Перетворення шкідливого газу на корисні речовини

«А що, якщо замість закачування вуглекислого газу під землю ми будемо отримувати з нього корисні матеріали?» – сказав провідний автор дослідження, доктор Саян Кар. «CO₂ – це шкідливий парниковий газ, але його можна перетворювати на цінні хімічні речовини без шкоди для клімату».

Група професора Райснера зосереджена на розробці пристроїв, які перетворюють відходи, воду та повітря на корисні види палива та хімічні речовини. Вони працюють за принципом фотосинтезу, як рослини, і не потребують зовнішнього джерела енергії – лише сонячне світло.

Від повітря до синтез-газу: ключовий прорив

Останній винахід команди дозволяє безпосередньо перетворювати CO₂ з атмосфери на синтез-газ – важливий проміжний продукт для виробництва хімічних речовин і пального. Цей метод набагато простіший у масштабуванні, ніж попередні сонячні реактори.

Пристрій – це сонячний поточний реактор, який використовує спеціальні фільтри для уловлювання CO₂ вночі, подібно до того, як губка вбирає воду. Вдень сонячне світло нагріває захоплений CO₂, запускаючи хімічну реакцію, яка перетворює його на синтез-газ. Дзеркало на реакторі концентрує сонячне світло, підвищуючи ефективність процесу.

До рідкого пального та масштабних рішень

Дослідники зараз працюють над перетворенням сонячного синтез-газу на рідке паливо, яке можна буде використовувати для автомобілів, літаків та інших транспортних засобів – без додаткових викидів CO₂ в атмосферу.

«Якщо ми зможемо створити ці пристрої в промислових масштабах, вони вирішать дві проблеми одночасно: видалення CO₂ з атмосфери та створення чистої альтернативи викопному паливу», – пояснив Кар. «Вуглекислий газ зазвичай вважають шкідливими відходами, але насправді це величезна можливість».

Майбутнє без викопного палива?

Одна з найбільш перспективних сфер застосування цього реактора – хімічна та фармацевтична промисловість, де синтез-газ може бути використаний для створення широкого спектра продуктів без шкоди для клімату. Дослідники вже будують більшу версію реактора та планують розпочати тести навесні. Якщо пристрій буде масштабовано, він може працювати децентралізовано, дозволяючи окремим користувачам виробляти власне паливо. Це буде особливо корисно в автономних або віддалених районах.

«Замість того щоб і далі видобувати та спалювати викопне паливо для отримання необхідних продуктів, ми можемо безпосередньо захоплювати CO₂ з повітря та використовувати його повторно», – підсумував Райснер. «Ми маємо можливість побудувати циркулярну, сталу економіку – якщо знайдеться політична воля».