Ученые предложили получать «зеленую» энергию из двуокиси углерода
Исследование, недавно проведённое учеными Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST), позволило разработать систему, вырабатывающую водород (H2) и электричество, при этом одновременно потребляя при этом двуокись углерода (CO2), являющуюся основной причиной глобального потепления.
Эта поистине прорывная работа была проведёна под руководством профессора Гунтае Кима из Школы энергетического и химического проектирования под эгидой UNIST совместно с профессором Джефил Чо из Департамента энергетики и профессором Мейлин Лю из Школы материаловедения и проектирования Технологического института Джорджии.
Подпись к изображению: Схема гибридной системы NA-CO2 и протекающей в ней реакции
В этой работе команда разработчиков представила гибридную систему Na-CO2, способную непрерывно производить электроэнергию и водород путём эффективного преобразования CO2, стабильно работая на протяжении более одной тысячи часов в ходе самопроизвольного растворения углекислого газа в водном растворе.
Профессор Ким считает, что в последнее время технологиям использования и связывания углерода уделяется большое внимание в связи с поиском путей решения проблемы глобального изменения климата. Он утверждает, что ключом к решению этой проблемы является простое преобразование химически стабильных молекул CO2 в другие материалы, что и делает новая система с механизмом растворения CO2, разработанная его командой.
Большая часть выбросов CO2, происходящих в результате деятельности человека, поглощается океаном и превращается в кислоту. Исследователи сосредоточили своё внимание на этом явлении и предложили идею растворения CO2 в воде, чтобы спровоцировать электрохимическую реакцию. При повышении кислотности возрастает количество протонов, что в свою очередь увеличивает силу притяжения электронов. Если на основе этого явления создать аккумуляторную батарею, то удаляя CO2 можно производить электричество.
Созданная исследователями гибридная система Na-CO2, как и топливный элемент, состоит из катода (щелочного металла натрия), сепаратора (NASICON) и анода (катализатора). В отличие от других аккумуляторов, катализаторы содержатся в воде и соединены с катодом ведущим проводом. При впрыске в воду углекислого газа начинается реакция, в результате которой CO2 распадается, генерируя электрический ток и вырабатывая водород. В настоящее время эффективность преобразования CO2 достигает 50 процентов.
Чонвон Ким, профессор энергетического машиностроения в UNIST, говорит, что эта гибридная ячейка Na-CO2, работающая с применением эффективных технологий CCUS, не только использует CO2 в качестве ресурса для производства электроэнергии, но и производит экологически чистый источник энергии – водород.
В частности, эта система продемонстрировала устойчивую работу на протяжении более 1 тысячи часов без деградации электродов. Система может применяться для снижения содержания CO2 посредством стимулирования самоподдерживающейся химической реакции.
«Данная система может привести к созданию новых разработок, что обеспечит более эффективное производство водорода и электричества после усовершенствования электролитов, сепаратора, катализаторов и всей конструкции системы в целом», — сказал профессор Ким.
22.01.2019 14:55
