Углекислый газ пустят на батарейки
Химики придумали изящный способ защитить планету от избытка парниковых газов, попутно снабдив человечество энергией. Углекислый газ предлагается сделать сырьём для производства инновационных аккумуляторов. В процессе работы этой батарейки CO2 будет без дополнительных затрат превращаться в твёрдый минеральный карбонат.
Технология описана в научной статье, опубликованной в журнале Joule группой во главе с Бетар Галлант (Betar Gallant) из Массачусетского технологического института.
Как сообщается в пресс-релизе вуза, сегодня тепловая электростанция, оборудованная системой улавливания углерода, тратит до 30% вырабатываемой энергии только на захват и хранение углекислого газа. Забота о климате обходится человечеству дорого, и было бы совсем неплохо пустить в дело накопленный СО2 и тем самым снизить затраты.
Однако углекислый газ – довольно-таки инертное вещество. Чтобы заставить его вступить в химическую реакцию и получить полезный продукт, обычно требуется опять-таки затратить много энергии.
Галлант и её сотрудники предложили использовать СО2 вместе с ионами лития в составе электролита для аккумуляторов. Эта идея не нова, однако до сих пор в подобных устройствах применялись катализаторы из редких металлов. Это, разумеется, сказывалось на окупаемости потенциального продукта. Кроме того, вызываемые такими катализаторами процессы недостаточно хорошо изучены, и инженерам было трудно контролировать поведение своего детища.
Авторы нового исследования предложили добавить в электролит (который сам по себе не содержит воды) водный раствор аминов. Как обнаружили химики, эта субстанция работает катализатором нужных электрохимических реакций. При этом она стоит недорого и не вызывает неожиданных побочных явлений.
Как показали эксперименты, такой аккумулятор по ёмкости и напряжению разряда может соперничать с новейшими литиево-газовыми батареями.
Всякий аккумулятор со временем теряет ёмкость. В предложенной авторами схеме это сопровождается превращением СО2 и ионов лития в карбонат лития Li2CO3. Это вещество является твёрдым при комнатной температуре и атмосферном давлении, поэтому его гораздо легче хранить, чем углекислый газ. Кроме того, не исключено, что в будущем химики и ему найдут полезное применение.
Однако разработке пока далеко до практического применения. На сегодняшний день аккумулятор выдерживает только десять циклов перезарядки, так что вряд ли кто-нибудь согласился бы запитать от него свой смартфон. Исследователи ищут способ преодолеть это препятствие.
Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о планах перерабатывать углекислый газ в бензин и спирты, а также заставить его крутить турбины электростанций.