Прямой захват углекислого газа из атмосферы (DAC) считается важным инструментом борьбы с глобальным потеплением, однако его развитие сдерживается высокой энергоёмкостью. Основная проблема заключается не в улавливании CO₂, а в регенерации сорбентов, которая в существующих технологиях требует нагрева до 900 °C.
Исследователи из Университета Хельсинки предложили альтернативное решение, позволяющее снизить этот порог более чем в десять раз. Разработка описана в журнале Environmental Science & Technology.
Химическая основа нового сорбента
В основе метода — двухкомпонентная жидкая система, состоящая из бензилового спирта и органического супероснования 1,5,7-триазабицикло[4.3.0]нон-6-ен (TBN). Полученное соединение эффективно и избирательно связывает молекулы CO₂, не реагируя с азотом и кислородом.
В ходе испытаний 1 грамм реагента поглощал 156 мг CO₂ непосредственно из атмосферного воздуха с концентрацией около 420 ppm.
Ключевое преимущество — регенерация при 70 °C
Главный прорыв заключается в температуре высвобождения углекислого газа. Для регенерации сорбента достаточно нагрева до 70 °C в течение 30 минут. Это позволяет использовать низкопотенциальное тепло — от промышленных процессов, дата-центров или солнечных коллекторов.
Такой подход резко снижает энергозатраты и делает прямой захват углерода потенциально экономически оправданным.
Ограничения и направления доработки
Основной недостаток технологии — ограниченная стабильность. После 50 циклов «захват–регенерация» материал сохраняет около 75 % ёмкости, а после 100 циклов — лишь 50 %. Для промышленного применения этого недостаточно.
Дополнительной задачей остаётся переход от жидкой формы к твёрдому материалу. Учёные планируют закрепить активные молекулы TBN на пористых подложках, таких как диоксид кремния или оксид графена, чтобы создать практичные фильтры.
Экологичность и перспективы масштабирования
Компоненты реагента доступны, нетоксичны и не представляют серьёзной экологической угрозы. Следующий этап проекта — создание пилотной установки, работающей с килограммами вещества.
При решении проблемы деградации материала технология может стать основой для автономных систем очистки воздуха, интегрированных в городскую и промышленную инфраструктуру.