Aktualności

Grafenowe filtry oczyszczą powietrze z CO2 lepiej, taniej i szybciej

Jedną z bezpośrednich przyczyn powoli i nieubłaganie postępującego ocieplenia klimatu jest emisja gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla CO2. Jako produkt uboczny m.in. procesów spalania paliw kopalnych a także przemysłowego wyrobu materiałów konstrukcyjnych jest jednym z najczęściej występujących odpadów gazowych w naszym życiu codziennym. W odpowiedzi na globalnie rosnące zanieczyszczenie powietrza naukowcy starają się odizolować (wychwycić) CO2 z powietrza i zabezpieczyć go w odpowiednich magazynach lub ponownie wykorzystać do innych procesów.

Jednakże wychwytywanie CO2 nie jest proste. Gaz ten zazwyczaj nie jest emitowany w swojej „czystej” postaci. Zwykle jest częścią mieszaniny wielu różnych gazowych odpadów, z pośród których filtrowanie i wychwytywanie samego dwutlenku węgla wiąże się z wysokimi nakładami energii (a tym samym z wysokimi kosztami) co czyni tą technologię mało atrakcyjną z perspektywy szerokiego wykorzystania. Naukowcy od lat pracują nad tym zagadnieniem starając się usprawnić wydajność wychwytywania i przechowania CO2 jednakże efektywność tego procesu jest fundamentalnie ograniczona przez konwencjonalnie stosowane materiały do budowy filtrów.

Naukowcom ze Szwajcarii udało się jednak usprawnić proces wychwytywania dwutlenku węgla i ominąć konwencjonalne ograniczenia dzięki wykorzystaniu cienkich warstw grafenu. Technologia ta jest prosta w swoim założeniu – badaczom udało się wytworzyć grafenowe membrany z otworami (porami) rzędu wielkości cząsteczek CO2, dzięki czemu membrana jest dla tego gazu przepuszczalna blokując przy tym pozostałe występujące w mieszaninie gazy.

Dla porównania, grafenowe filtry są ponad 10-krotnie bardziej przepuszczalne dla gazów od filtrów konwencjonalnych wykazując przy tym nieco lepszą zdolność do separacji (filtracji) dwutlenku węgla. Naukowcy zakładają, że ich grafenowa technologia obniży koszty wychwytywania CO2 z obecnych 60-120$ za tonę gazu do wartości poniżej 30$. Kolejnymi krokami badaczy jest opracowanie wielkoskalowego procesu i otwarcie w Szwajcarii demonstracyjnej placówki zdolnej wychwycić 10 kg CO2 dziennie.

Technologia została opracowana przez naukowców z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne i została opublikwana na łamach czasopisma Science Advances [https://advances.sciencemag.org/content/7/9/eabf0116]