Цемент з повітря та чисте довкілля, — новий метод вловлювання CO₂

Американські дослідники розробилий новий метод вловлювання СO₂ із подальшим перетворенням його на оксалати металів, які можна використовувати у якості прекурсорів для виробництва цементу. 

Зазначається, що хімік з Мічіганського університету Чарльз Маккрорі та очолювана ним дослідницька група, спільно з лабораторією Хесуса Веласкеса у Каліфорнійському університеті та лабораторією Анастасії Олександрової у Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі, прагнули перетворити викиди СO₂ на цінний матеріал, при цьому зробивши виробництво цементу дешевшим та екологічнішим.

Зокрема, найбільш поширеним видом цементу є портландцемент, який виробляють з вапняку та силікатів кальцію. Його виробництво пов’язане із відносно великими витратами енергії і значним вуглецевим слідом. Дослідники зазначають, що одним з типів матеріалів, які можна використовувати як альтернативний прекурсор цементу, є оксалати металів, прості солі.

Науковці додають, що свинець можна використовувати у якості каталізатора для полегшення протікання хімічних реакцій з перетворення СO₂ на оксалати металів. Однак це вимагає великої кількості свинцевих каталізаторів, що становить небезпеку для довкілля та здоров’я людини.

Науковці використали полімери для контролю за станом хімічного середовища, яке безпосередньо оточує свинцеві каталізатори. Їм вдалось скоротити необхідну кількість свинцю до однієї частинки на мільярд. Дослідники показали, що, контролюючи мікросередовище, що оточує свинцевий каталізатор у хімічній реакції, яка перетворює вуглекислий газ в оксалати, вони можуть значно скоротити кількість свинцю, необхідну для процесу.

Для того, щоб отримати оксалати науковці використовують набір електродів. На одному з них СO₂ перетворюється на оксалат. Інший металевий електрод окислюється і вивільняє іони металу, що зв’язуються з іонами оксалату і осаджують його з розчину у вигляді твердого оксалату металу. 

Група дослідників на чолі з Хесусом Веласкесом висунула гіпотезу, що свинець у слідових кількостях можна використовувати для керування реакціями синтезу оксалату. Маккрорі стверджує, що після того, як вуглекислий газ перетворюється на твердий оксалат металу, він не потрапить повторно в атмосферу за нормальних умов.

Дослідники працюють над електролізом щоб одержати вуглекислого газу великих масштабах. Наступними кроками буде подальше вивчення того, як масштабувати частину процесу, що виробляє твердий продукт.

Результати дослідження були опубліковані у журналі Advanced Energy Materials

Джерело: TechXplore