Bol vynájdený prvý vysoko účinný systém e-DAC (elektrické priame zachytávanie zo vzduchu) na svete, ktorý nie je závislý od nákladných energetických procesov.
Oxid uhličitý nie je problémom, záleží na tom, kde sa nachádza. Vo vzduchu, vypúšťaný do atmosféry, je príčinou klimatických zmien a v dôsledku toho extrémnych javov, ako sú vlny horúčav alebo požiare šiesteho stupňa. Avšak, spracovaný pri výrobe materiálov, ako je betón, môže byť užitočný pri stavbe obytných domov.
Technológia, ktorá dokáže zachytávať znečistenie a využívať ho v nových zdrojoch, už existuje, ale vyžaduje veľké energetické náklady. Výskumníci z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) a Južnokórejskej univerzity vedy a technológie (KAIST) vyvinuli nový systém, ktorý zvyšuje účinnosť tohto procesu do takej miery, že vyžaduje toľko energie, koľko je potrebné na nabitie mobilného telefónu.
Ich nová technológia priameho zachytávania vzduchu (DAC) umožnila zachytiť viac ako 95 % vysoko čistého oxidu uhličitého s použitím výkonu iba 3 volty, čo vylučuje potrebu použitia drahších procesov, ako je horúca para alebo zložité zariadenia.
Výskumníci veria, že ich objav má veľký komerčný potenciál. Preto podali patentové prihlášky v zahraničí a tvrdia, že sa dá ľahko prepojiť s obnoviteľnými zdrojmi energie, ako je slnečná a veterná energia. Táto technológia môže byť zlomovým bodom v urýchlení prechodu na uhlíkovo neutrálne procesy.
Zachytávanie znečistenia
Priame zachytávanie vzduchu (DAC) je technológia, ktorá filtruje oxid uhličitý z atmosféry v extrémne nízkych koncentráciách, nižších ako 400 ppm. Hoci je to veľký problém pre zmenu klímy, oxid uhličitý je prítomný v atmosfére len v koncentrácii približne 414,72 ppm (častíc na milión), čo znamená, že tvorí len 0,04 % okolitého vzduchu.
Tieto systémy fungujú vďaka veľkým ventilátorom, ktoré nasávajú vzduch a uvádzajú ho do kontaktu s chemickými látkami, ktoré reagujú na častice CO2 a oddeľujú ich od ostatných plynov. Potom sa filter zahreje, čím sa uvoľní oxid uhličitý. Potom sa CO2 skladuje alebo opätovne používa na iné účely a zvyšný vzduch (99,96 %) sa vracia do atmosféry.
Tento proces sa nesmie zamieňať so zachytávaním a ukladaním uhlíka (CCS), ktoré sa používa priamo zo zdrojov produkujúcich fosílny oxid uhličitý, ako sú elektrárne alebo továrne. Tento proces zabraňuje jeho úniku do atmosféry, čím sa zvyšuje znečistenie a zhoršujú sa dôsledky zmeny klímy.
Kórejský inštitút varuje, že pri použití týchto tradičných procesov sa približne 70 % celkovej energie spotrebuje vo fáze regenerácie, keď sa absorbovaný oxid uhličitý oddeľuje pri vysokej teplote. Tím sa pokúsil vyriešiť tento problém tak, že dosiahol ohrev len potrebnej časti bez vonkajších zdrojov tepla, čím sa znížili straty energie.
Jouleov efekt
Riešenie spočíva v použití vlákien, ktoré sa zahrievajú elektrinou, s využitím Jouleovho ohrevu, fyzikálneho efektu, ktorý sa bežne používa v vykurovacích systémoch. Vzniká, keď elektróny pohybujúce sa v elektrickom prúde narazia na materiál, ktorým prechádzajú. Kinetic energy of electrons is converted into heat energy, warming the material.
Tento efekt sa využíva v peciach, elektrických dekách a teraz aj v tejto inovatívnej technológii zachytávania oxidu uhličitého. Táto technológia dokáže rýchlo zahrievať vlákna na 110 °C za 80 sekúnd pri napätí iba 3 V.
Aby sme tieto údaje uviedli do kontextu, mobilné telefóny používajú práve takúto úroveň nabitia. Vďaka tejto zmene sa nielen zníži potrebná strata tepla približne o 20 % v porovnaní s existujúcimi technológiami, ale aj výrazne skrátia cykly adsorpcie a desorpcie.
Podstatou tohto výskumu je nielen výroba vodivých vlákien, ale aj vytvorenie „vodivého povlaku, ktorý prepúšťa vzduch“, ktorý zabezpečuje ako „elektrickú vodivosť“, tak aj „difúziu plynov“. Tím rovnomerne pokryl porézne povrchy vlákien zmesou nanovlákien a nanočastíc striebra, vytvoril vrstvu s hrúbkou približne 3 mikrometre, čo je oveľa tenšie ako ľudský vlas.
Táto „trojrozmerná nepretržitá porézna štruktúra“ zabezpečila vynikajúcu elektrickú vodivosť a zároveň zaručila cesty pre plynulý pohyb molekúl CO2 k vláknam, čo umožnilo rovnomerné a rýchle zahrievanie a zároveň efektívne zachytávanie CO2.
Táto inovácia je známa ako prvá vysoko účinná technológia e-DAC (elektrifikované priame zachytávanie zo vzduchu) na svete, založená na vodivých nanofibrách striebra. Po zachytení môže byť tento uhlík opätovne použitý na výrobu paliva, stavebných materiálov, ako je betón, a dokonca aj sýtenej vody.
