Воздушные замки воплощаются в реальность благодаря материалам из CO2

Представьте себе, что весь углекислый газ, выбрасываемый дымоходами и моторными транспортными средствами, может быть использован для построения небоскребов вместо загрязнения воздуха. Это может стать реальностью, если новый процесс получит широкое внедрение.

Ученые превращают двуокись углерода (CO2), парниковый газ, способствующий изменению климата, в углеродные нити. Эти нити являются нановолокнами и могут стать строительными блоками будущего.

Стюарт Ликт, ведущий ученый в группе Университета Джорджа Вашингтона, исследующей этот процесс, считает, что изготовление прочного, долговечного материала практически из воздуха может со временем стать коммерчески жизнеспособным.

Его команда обнаружила, что углеродные нановолокна превосходят сталь по прочности, гибкости и проводимости. Это делает их полезными для многих применений – от батарей и электроники до легких, высокопрочных материалов, используемых в зданиях, самолетах, автомобилях и спортивном инвентаре.

Можно ли понизить стоимость экологически чистых материалов?

Ликт представил результаты исследований своей группы в 2015 году. С тех пор его команда обнаружила, что нановолокна могут перерастать в еще более прочное образование: углеродные нанотрубки. Недавнее исследование показало, что CO2 из электростанций, работающих на природном газе, может “экономичным образом удаляться и преобразовываться в углеродные нанотрубки”, заявляет Ликт.

Автопроизводители уже используют углеродное волокно вместо стали для снижения веса автомобилей. Но производство углеволокна обходится дорого, требует дорогостоящих исходных материалов, энергоресурсов и оборудования. Сталь и алюминий дешевле в производстве.

Тем не менее, если будет разработан способ эффективного получения углерода из обильных концентраций СО2 в атмосфере, стоимость строительства из углеродного волокна может резко упасть. И Ликт говорит, что компании уже проявляют интерес.

Новый процесс использует солнечную энергию

Для преобразования СО2 в углеродные нановолокна необходимо предпринять несколько шагов и использовать возобновляемые источники энергии.

1. 

   1. CO2 улавливается из воздуха там, где он выбрасывается в больших количествах.
   2. Солнечная энергия обеспечивает интенсивное тепло и электричество, необходимые для расщепления захваченного СО2 в ванне с расплавленным карбонатным электролитом.
   3. CO2 растворяется, когда он контактирует с электродами, на которые подается электрический ток.
   4. Углеродные нановолокна накапливаются на стальном электроде.

Ликт считает, что этот процесс может осуществляться в масштабе, который позволит значительно уменьшить количество вредных выбросов CO2, вызванных деятельностью человека.

Эколог Мартин Стьют, который сам участвует в революционных исследованиях в области улавливания СО2 и превращения его в камень, считает, что ранние результаты исследования углеродных нановолокон обнадеживают. “Есть надежда, что [углеродные нановолокна] смогут использоваться в строительстве для замены стали и алюминия”.

Что дальше? Исследовательская группа Ликта входит в число команд, соревнующихся за премию Carbon Xprize, которая стимулирует развитие инновационных технологий, сокращающих воздействие изменения климата путем превращения CO2 в ценные коммерческие продукты.