Новий пристрій уловлює CO2, перекачуючи його крізь батарейний блок

Команда з Університету Делаверу під керівництвом Джеймса Бучена продемонструвала електрохімічний пристрій, який витягує вуглекислий газ зі звичайного повітря та переносить його крізь батарейний блок із послідовних комірок. Дослідники стверджують, що метод може споживати менше енергії, а отже, бути дешевшим за системи з оборотними фільтрами, які нині домінують у прямому захопленні повітря. Роботу опубліковано в Nature Energy (DOI: 10.1038/s41560-026-02129-z).

Як комірка захоплює CO2

Більшість установок прямого захоплення повітря пропускають повітря через гранули або рідину, що поглинає CO2, а потім нагрівають цей матеріал, щоб вивільнити газ в окремий потік. Пристрій із Делаверу натомість виконує хімію всередині комірки. Гідроксид, утворений на катоді, реагує з CO2, перетворюючи його на карбонат або бікарбонат, який крізь розділювальну мембрану потрапляє на анод. Там нижчий pH обертає реакцію назад, і карбонат знову стає газом CO2.

Ключ у тому, що обидва електроди виготовлені з нікель-гідроксиду, того самого матеріалу, який використовували в катоді старіших нікель-метал-гідридних батарей AA та AAA. Пристрій не запасає заряд для гаджета, а працює як хімічна гойдалка: подайте напругу в один бік, і катод виробляє гідроксид, що рухається до анода; змініть напругу, і колишній анод стає новим катодом, де та сама хімія йде у зворотному напрямку. Увесь час пристрій захоплює CO2 і переносить його через комірку.

Дев'ять комірок на стенді

Дослідники випробували стендовий блок із дев'яти комірок, кожна площею приблизно як половина аркуша формату A4. Вентилятор проганяв повітря крізь звивисті канали в пластинах, що стискають кожну комірку, із деталями, запозиченими з паливних елементів. Невелика установка споживала близько 0,8 мегават-години електроенергії на тонну вловленого CO2. Наявні установки, що захоплюють вуглець із атмосферного повітря, витрачають від 1,5 до 3 мегават-годин на тонну.

Прогнози витрат

Кілька членів команди працюють у стартапі RepAir Carbon, побудованому на цій технології, і частину статті присвячено оцінці її економічної доцільності в масштабі. Автори оцінюють, що початкова невелика пілотна установка коштуватиме близько 566 доларів за тонну вловленого CO2. Використовуючи темп здешевлення з індустрії літій-іонних батарей і стандартне масштабування витрат для більших об'єктів, вони прогнозують, що установка в тисячу разів потужніша за пілот може досягти 92 доларів за тонну.

Це значно нижче за те, чого досі досягали такі компанії, як Climeworks; вона прагне вийти на 250-350 доларів за тонну до 2030 року і вже показала, як важко виконувати оптимістичні плани масштабування. Досягти 100 доларів за тонну давно було метою у сфері захоплення вуглецю, адже така низька ціна могла б суттєво розширити застосування.