Mokslininkai ir valstybių vadovai seniai svajojo sukurti technologiją, kuria būtų galima pašalinti didžiausią antropogeninių ŠES dujų dalį sudarantį anglies dioksidą (CO₂) iš klimato kaitos problemos, tuo pačiu gaunant naudingą produktą. Dabar chemikų komanda tvirtina sukūrusi technologiją, ekonomiškai paverčiančią atmosferos CO₂ tiesiai į vertingą anglies nanopluoštą, naudojamą pramonės ir plataus vartojimo produktuose.

Komanda pristatys šią naują CO₂ gavimo ir panaudojimo technologiją 250-ajame Amerikos chemijos draugijos (ACS) Nacionaliniame susitikime ir parodoje.

„Radome būdą panaudoti atmosferos CO₂ našiai anglies nanopluošto gamybai,“ sako George'o Washingtono universiteto tyrėjų komandai vadovaujantis Stuartas Lichtsd, Ph. D. „Toks nanopluoštas naudojamas, stiprių anglies kompozitų gamyboje, tokių, kokie naudojami gaminant Boeing Dreamliner, bei aukštos kokybės sporto inventorių, vėjo turbinų mentes ir įvairiausius kitus produktus.“

Anksčiau šie tyrėjai buvo sukūrę trąšas ir cementą, neišskirdami CO₂. Dabar postdoktoranto Jiawen Ren, Ph. D., ir magistrantės Jessica Stuart sako, kad jų kūrinys galėtų perkelti CO₂ iš globalaus atšilimo problemos į žaliavas paklausaus anglies nanopluošto gamybai.

Lichtas tai vadina „deimantais iš dangaus“. Tai aliuzija į tai, kad deimantai gaminami iš anglies, o be to – į aukštą tokių produktų, kaip anglies nanopluoštas, kurį galima pagaminti iš atmosferos anglies dvideginio ir deguonies, kainą.

Kadangi procesas efektyvus, nenaudojantis daug energijos, jį galim vykdyti vos su keliais elektros voltais, saulės šviesa ir daugybe anglies dvideginio. Šios sistemos pagrindas – anglies nanopluošto gamyba, naudojant elektrolitinę sintezę. CO₂ suskaidomas 750 ℃ temperatūros išlydytų karbonatų elektrolitinėje vonioje. Į elektrolitinę vonią pridedamas atmosferos oras. Ten atsidūręs CO₂, veikiamas karščio ir elektros srovės tarp nikelio ir geležies elektrodų ištirpsta. Anglies nanopluoštas kaupiasi ant plieninio elektrodo, nuo kur jį galima pašalinti, paaiškina Lichtas.

Sintezei naudojamą karštį ir elektrą gamina hibridinė itin efektyvi koncentruotos saulės energijos sistema. Ten į fotovoltinį elementą krisdami fokusuoti spinduliai gamina elektrą, o antrojoje sistemoje kuria karštį ir šiluminę energiją, keliančią elektrolitinės vonios temperatūrą.

Lichto skaičiavimais, šio „soliarino terminio elektrocheminio proceso“ energijos kaštai yra ~1000$ tonai anglies nanopluošto produkto, o tai reiškia, kad sistemos veikimo kaštai yra šimtus kartų mažesni už gaunamo produkto vertę.

Panaudojus mažiau nei dešimtadalį Sacharos dykumos ploto, procesas galėtų pašalinti pakankamai CO₂, kad per 10 metų jo kiekis atmosferoje grįžtų į priešindustrinį lygį“

„Paskaičiavome, kad anaudojus mažiau nei dešimtadalį Sacharos dykumos ploto, procesas galėtų pašalinti pakankamai CO₂, kad per 10 metų jo kiekis atmosferoje grįžtų į priešindustrinį lygį,“ sako jis.

Kol kas sistema eksperimentinė ir didžiausias Lichto iššūkis bus išplėsti procesą ir įgauti patirties gaminti pastovaus dydžio nanopluoštą. „Sparčiai didiname apimtis,“ prideda jis, „ir greitai turėtume sugebėti pagaminti dešimtis gramų nanopluošto per valandą.“

Lichtas paaiškina, kad vienai grupei neseniai pavyko pasiekti, kad anglies pluošto sintezės procesas naudotų dar mažiau elektros, nei iš pradžių. „Anglies nanopluošto augimas gali vykti, naudojant <1 V įtampą 750 ℃, kas yra daug mažiau, nei 3-5 V, naudojami 1000 ℃ pramoniniam aliuminio išgavimui,“ pažymi jis.