Նոր սարքը CO2-ն որսում է մարտկոցի միջով մղելով

Դելավերի համալսարանի Ջեյմս Բուչենի գլխավորած թիմը ներկայացրել է էլեկտրաքիմիական սարք, որը ածխաթթու գազը դուրս է քաշում սովորական օդից և տեղափոխում մարտկոցանման բջիջների շարքով։ Ըստ հետազոտողների՝ մեթոդը կարող է ավելի քիչ էներգիա պահանջել, հետևաբար՝ ավելի էժան լինել, քան օդի ուղղակի որսման մեջ գերիշխող շրջելի ֆիլտրերի համակարգերը։ Աշխատանքը հրապարակվել է Nature Energy-ում (DOI: 10.1038/s41560-026-02129-z)։

Ինչպես է բջիջը որսում CO2-ը

Օդի ուղղակի որսման կայանների մեծ մասը օդն անցկացնում է CO2-ը կլանող հատիկների կամ հեղուկի միջով, ապա տաքացնում այդ նյութը՝ գազը առանձին հոսքով ազատելու համար։ Դելավերի սարքը, սակայն, քիմիան կատարում է բջջի ներսում։ Կաթոդում առաջացած հիդրօքսիդը փոխազդում է CO2-ի հետ՝ դարձնելով այն կարբոնատ կամ բիկարբոնատ, որը բաժանիչ թաղանթով անցնում է դեպի անոդ։ Այնտեղ ցածր pH-ը հակադարձում է ռեակցիան, և կարբոնատը կրկին վերածվում է CO2 գազի։

Բանալին այն է, որ երկու էլեկտրոդներն էլ պատրաստված են նիկելի հիդրօքսիդից՝ նույն նյութից, որն օգտագործվում էր հին նիկել-մետաղ-հիդրիդ AA և AAA մարտկոցների կաթոդում։ Սարքը լիցք չի կուտակում սարքի համար, այլ աշխատում է քիմիական ճոճանակի պես. լարումը մեկ ուղղությամբ տալիս ես՝ կաթոդը հիդրօքսիդ է արտադրում, որն անցնում է անոդ. լարումը շրջում ես՝ հին անոդը դառնում է նոր կաթոդ, որտեղ նույն քիմիան հակառակ ուղղությամբ է ընթանում։ Այդ ընթացքում սարքը մշտապես որսում է CO2-ը և տեղափոխում բջջով։

Ինը բջիջ լաբորատոր սեղանին

Հետազոտողները փորձարկել են լաբորատոր մասշտաբի ինը բջիջներից բաղկացած շարք, որոնցից յուրաքանչյուրը մոտավորապես կես A4 թերթի մակերես ունի։ Օդափոխիչը օդը մղել է յուրաքանչյուր բջիջը սեղմող թիթեղների ոլորուն ալիքներով՝ օգտագործելով վառելիքային բջիջներից վերցված մասեր։ Փոքր սարքավորումը մեկ տոննա որսված CO2-ի համար ծախսել է շուրջ 0,8 մեգավատտ-ժամ էլեկտրաէներգիա։ Մթնոլորտային օդից ածխածին որսացող գործող կայանները տոննայի համար ծախսում են 1,5-3 մեգավատտ-ժամ։

Ծախսերի կանխատեսումներ

Թիմի մի քանի անդամ աշխատում է RepAir Carbon սթարթափում, որը կառուցված է այս տեխնոլոգիայի վրա, և հոդվածի մի մասը նվիրված է մասշտաբում դրա ֆինանսական նպատակահարմարությանը։ Հեղինակները գնահատում են, որ սկզբնական փոքր պիլոտային կայանը մեկ տոննա որսված CO2-ի համար կարժենա մոտ 566 դոլար։ Օգտագործելով լիթիում-իոն մարտկոցների ոլորտի ուսուցման տեմպը և խոշոր կայանների ծախսերի ստանդարտ մասշտաբավորումը՝ նրանք կանխատեսում են, որ պիլոտից հազար անգամ ավելի հզոր կայանը մեկ տոննայի համար կհասնի 92 դոլարի։

Սա շատ ավելի ցածր է, քան մինչ այժմ հասել են այնպիսի ընկերություններ, ինչպիսին է Climeworks-ը. այն նպատակ ունի մինչև 2030 թվականը մեկ տոննայի դիմաց հասնել 250-350 դոլարի և արդեն ցույց է տվել, թե որքան դժվար է կատարել լավատեսական մասշտաբավորման ծրագրերը։ Մեկ տոննայի դիմաց 100 դոլարին հասնելը վաղուց է ածխածնի որսման ոլորտի նպատակը, քանի որ այդքան ցածր ծախսը կարող է շատ ավելի լայն կիրառություն խթանել։