ახალი მოწყობილობა CO2-ს ჰაერიდან ბატარეაზე გადატუმბვით იჭერს

Delaware-ის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა, James Buchen-ის ხელმძღვანელობით, ელექტროქიმიური მოწყობილობა წარმოადგინა, რომელიც ნახშირორჟანგს ჩვეულებრივი ჰაერიდან იჭერს და ბატარეის მსგავს ელემენტთა წყებაზე გადააქვს. გუნდის თქმით, მეთოდს დღეს გავრცელებულ შექცევადი ფილტრების სისტემებზე ნაკლები ენერგია სჭირდება, შესაბამისად, უფრო იაფიც იქნება. კვლევა Nature Energy-ში გამოქვეყნდა (DOI: 10.1038/s41560-026-02129-z).

როგორ იჭერს ელემენტი CO2-ს

ჰაერიდან ნახშირბადის პირდაპირი დაჭერის ქარხნების უმეტესობა ჰაერს გრანულებში ან სითხეში ატარებს, რომელიც CO2-ს შთანთქავს, შემდეგ კი მას აცხელებს, რომ გაზი ცალკე ნაკადად გამოვიდეს. Delaware-ის მოწყობილობა ამ ქიმიას თავად ელემენტის შიგნით ასრულებს. კათოდზე წარმოქმნილი ჰიდროქსიდი CO2-ს ერწყმის და კარბონატად ან ბიკარბონატად გარდაქმნის, რომელიც გამყოფი მემბრანის გავლით ანოდზე გადადის. იქ დაბალი pH რეაქციას უკან აბრუნებს და კარბონატი ისევ CO2-ის გაზად იქცევა.

მთავარი ის არის, რომ ორივე ელექტროდი Nickel-ის ჰიდროქსიდისგან შედგება, იგივე მასალისგან, რომელსაც ძველი Nickel-მეტალჰიდრიდის AA და AAA ბატარეების კათოდში იყენებდნენ. მოწყობილობა ენერგიას არ ინახავს, არამედ ქიმიური აირწინებასავით მუშაობს: ძაბვა ერთი მიმართულებით მიაწოდე და კათოდი ჰიდროქსიდს აწარმოებს, რომელიც ანოდისკენ მიემართება; ძაბვა შეცვალე და ძველი ანოდი ახალი კათოდი ხდება, სადაც იგივე ქიმია საწინააღმდეგოდ მიდის. ამ დროს მოწყობილობა მუდამ CO2-ს იჭერს და ელემენტის გავლით გადააქვს.

ცხრაელემენტიანი სტენდი

მკვლევრებმა ლაბორატორიული მასშტაბის წყება შეამოწმეს, რომელიც ცხრა ელემენტისგან შედგება; თითოეულის ფართობი დაახლოებით A4-ის ნახევარს უდრის. ვენტილატორი ჰაერს ელემენტების გარსშემორტყმულ ფირფიტებში არსებულ მიხვეულ არხებში ატარებდა საწვავის ელემენტების ნაწილების გამოყენებით. მცირე დანადგარი ერთ ტონა დაჭერილ CO2-ზე დაახლოებით 0,8 მეგავატსაათ ელექტროენერგიას მოიხმარდა. ატმოსფერული ჰაერიდან ნახშირბადის დამჭერ არსებულ ქარხნებს ტონაზე 1,5-3 მეგავატსაათი სჭირდებათ.

ხარჯების პროგნოზი

გუნდის რამდენიმე წევრი სტარტაპ RepAir Carbon-ში მუშაობს, რომელიც სწორედ ამ ტექნოლოგიაზეა აგებული, და ნაშრომის ნაწილი მის მასშტაბურ ეკონომიკურ მიზანშეწონილობას ეხება. ავტორების შეფასებით, საწყისი მცირე საპილოტე ქარხანა ერთ ტონა დაჭერილ CO2-ზე დაახლოებით $566 დაჯდება. lithium-ion ბატარეების ინდუსტრიის სწავლის ტემპისა და დიდი ობიექტებისთვის ჩვეულებრივი ხარჯის შემცირების მოდელით ისინი ვარაუდობენ, რომ პილოტზე ათასჯერ უფრო მძლავრი ქარხანა ტონაზე $92-ს მიაღწევს.

ეს გაცილებით ნაკლებია იმაზე, რასაც დღემდე კომპანიები, მაგალითად Climeworks, აღწევენ; Climeworks 2030 წლისთვის ტონაზე $250-დან $350-მდე ჩამოსვლას ისახავს მიზნად და უკვე აჩვენა, რამდენად ძნელია ოპტიმისტური მასშტაბირების გეგმების შესრულება. ნახშირბადის დაჭერის სფეროში დიდი ხანია ტონაზე $100-ის სამიზნე არსებობს, რადგან ასეთი დაბალი ხარჯი ტექნოლოგიის ბევრად უფრო ფართო გამოყენებას შეუწყობს ხელს.