Новый фильтр может удалять CO2 из дымовых труб электростанций

Новый химический фильтр может помочь удалить углекислый и парниковый газы из выхлопных газов электростанций, работающих на ископаемом топливе, до того, как они попадут в атмосферу, сообщает Национальный институт стандартов и технологий США. В фильтре используется формиат алюминия, который легко получить без существенных финансовых затрат. Подробно разработка описана в журнале Science Advances.

В качестве основного материала для фильтра команда использовала формиат алюминия – вещество из класса металлоорганических каркасов (MOF). Формиат алюминия (Al(HCOO)3) – или, сокращенно, ALF – обладает способностью отделять углекислый газ (CO2) от других газов, которые обычно вылетают из дымовых труб угольных электростанций. Он работает лучше по сравнению с другими материалами, которые улавливают углерод, и при этом его просто получить.

ALF производится из гидроксида алюминия и муравьиной кислоты, двух химикатов, которые есть в большом количестве и которые легко доступны на рынке. Как цитируют авторов работы, это будет стоить менее доллара за килограмм, что в 100 раз дешевле, чем другие материалы с аналогичными характеристиками. Низкая стоимость важна, поскольку для захвата углерода на одном заводе может потребоваться до десятков тысяч тонн фильтрующего материала.

В микроскопическом масштабе формиат алюминия напоминает трехмерную проволочную клетку с бесчисленными маленькими отверстиями. Эти отверстия достаточно велики, чтобы позволить молекулам CO2 проникнуть и попасть в ловушку, но достаточно малы, чтобы не допустить проникновения более крупных молекул азота, составляющих большую часть дымового газа.

Несмотря на свой потенциал, ALF пока не готов к немедленному использованию. Инженерам потребуется решить еще несколько проблем. В том числе – понять, что делать с захваченным углекислым газом. Одно из возможных решений: превратить его в муравьиную кислоту, которая является не только встречающимся в природе органическим материалом, но и одним из двух компонентов ALF. Идея здесь заключается в том, что ALF может стать частью циклического процесса, в котором формиат алюминия удаляет CO2 из выхлопных газов, а собранный CO2 используется для создания большего количества муравьиной кислоты. Затем эта муравьиная кислота идет на производство большего количества ALF, что еще больше снизит общее воздействие и стоимость получения материала.

Иллюстрация: B. Hayes / NIST
Автор Татьяна Матвеева