Углекислый газ, собираемый из воздуха, можно превратить в пищевую соду и хранить в Мировом океане благодаря недавно обнаруженному материалу, который, по мнению исследователей, может произвести революцию в индустрии прямого улавливания воздуха (direct air capture, DAC).

В течение многих лет технология улавливания углерода была направлена на извлечение CO₂ из мест загрязнения до его попадания в атмосферу – например, из дымовых труб угольных и сталелитейных заводов.

Извлечение углерода непосредственно из воздуха представляет собой гораздо более сложную задачу, поскольку CO₂ в атмосфере гораздо более разбавлен и для его извлечения требуется больше энергии и материалов. Это означает, что нынешние установки по производству DAC являются дорогостоящими: извлечение тонны CO₂ из воздуха обходится в сотни долларов США.

Аруп СенГупта (Arup SenGupta) из Лихайского университета (Lehigh University) в Бетлехеме, штат Пенсильвания, и его коллеги поставили перед собой задачу разработать новый абсорбирующий материал – так называемый сорбент – способный извлекать из воздуха больше CO₂, чем это могут делать существующие материалы.

Модифицировав существующие аминные растворители раствором меди, исследователи утверждают, что им удалось увеличить потенциал улавливания углерода DAC в два-три раза.

По словам СенГупты, новый материал может радикально повысить потенциал DAC как эффективной и коммерчески жизнеспособной технологии смягчения последствий изменения климата, тем более что материалы, необходимые для производства сорбента, легкодоступны и недороги.

"Этот материал можно производить с очень высокой производительностью очень быстро, – говорит СенГупта. – Это, безусловно, должно повысить экономическую эффективность процесса".

Давид Ханак (Dawid Hanak) из Крэнфилдского университета (Великобритания) считает, что данное исследование способно "существенно снизить стоимость DAC".

В результате добавления морской воды, улавливаемый CO₂ может быть преобразован в бикарбонат натрия, или пищевую соду. Затем его можно надежно хранить в океане, который представляет собой "бесконечный поглотитель" для извлеченного CO₂, считают специалисты.

По мнению СенГупты, выброс пищевой соды в океан не нанесет никакого вреда экологии. "Бикарбонат натрия – это щелочь, поэтому он может принести определенную пользу, обратив вспять процесс подкисления океана, который происходит при растворении CO₂, – говорит он. – Более высокая щелочность также означает большую биологическую активность, а значит, и большее поглощение CO₂".

В конечном итоге, по словам СенГупты, установки DAC, использующие этот сорбент, могут быть установлены на шельфе, что позволит странам, не имеющим геологического потенциала для хранения углерода, начать его удаление из атмосферы.

Это предложение – "элегантная и умная химия", – говорит Стюарт Хаззельдин (Stuart Haszeldine) из Эдинбургского университета (Великобритания). "[Возможность] хранения непосредственно в морской воде также очень перспективна, поскольку очень глубокий океан обладает огромным потенциалом для доступного хранения CO₂ в течение сотен и тысяч лет".

Однако, чтобы понять, как этот материал будет работать в промышленных масштабах после сотни раз поглощения и высвобождения CO₂, необходимы дальнейшие исследования. Кроме того, могут возникнуть юридические препятствия для сброса пищевой соды, которая может быть классифицирована как промышленные отходы, в океан.

По данным Международного энергетического агентства (International Energy Agency), для ограничения глобального потепления до 1,5°C необходимо быстро наращивать использование технологий удаления углерода, перейдя от улавливания почти 0,01 мегатонны CO₂ в год сегодня к улавливанию почти 60 млн. тонн в год к 2030 году.

Майлз Аллен (Myles Allen) из Оксфордского университета считает, что, хотя новый сорбент может стать техническим прорывом в повышении эффективности DAC, для того чтобы мировой рынок развивался такими быстрыми темпами, необходимо, чтобы правительства обязали энергетические компании инвестировать средства.

"Я постоянно утверждаю, что в принципе единственным способом добиться таких масштабов, которые необходимы, является предоставление лицензии на продажу ископаемого топлива, – говорит он. – Как только это будет сделано, ситуация достигнет таких масштабов, которые сейчас невозможно себе представить".

Мадлен Кафф