Система удаления выдыхаемого CO₂ с МКС вдохновляет на создание земных технологий улавливания углекислого газа

Система очистки воздуха на Международной космической станции (МКС), удаляющая выдыхаемый астронавтами CO₂, вдохновила учёных на разработку методов улавливания углекислого газа из атмосферы Земли. Профессор Стефано Брандани и доктор Джулио Сантори из Эдинбургского университета (Великобритания) работают над созданием материалов, способных концентрировать CO₂ непосредственно из воздуха, по аналогии с «искусственным деревом», для последующего хранения газа в подземных резервуарах.

Эта технология критически важна для достижения целей по ограничению глобального потепления до 1,5°C, что требует устранения всех 42 миллиардов тонн ежегодных выбросов CO₂ к 2050 году. Поскольку сокращения эмиссий может быть недостаточно, необходимы методы прямого удаления CO₂ из атмосферы или из промышленных выбросов до их попадания в воздух.

Ключевым элементом космической системы является цеолит — пористый минерал, который, как губка, захватывает молекулы CO₂. В проекте ACCA исследователи адаптируют этот принцип для Земли, где концентрация CO₂ на порядок ниже, что делает процесс более энергоёмким. Их система использует несколько адсорбционных слоёв цеолита, которые поочерёдно нагреваются и охлаждаются, концентрируя CO₂ до чистоты выше 95% без механических компрессоров. «Если вы сможете улавливать CO₂ из воздуха, это позволит сжать его и хранить в ближайшем геологическом хранилище», — считает доктор Сантори.

Более близкой к реализации альтернативой является улавливание CO₂ непосредственно из промышленных выбросов, например, на цементных заводах, на которые приходится 7% глобальных выбросов углерода. В рамках проекта NANOMEMC² под руководством профессора Марко Джакинти Баскетти из Болонского университета (Италия) разрабатываются мембраны для сепарации CO₂. Одна из таких мембран, созданная из полых волокон с покрытием из наноцеллюлозы и полимера с искусственными аминокислотами, будет протестирована на цементном заводе Colacem в Италии. «Мембраны эффективны и могут экономить энергию по сравнению с другими системами», — отмечает профессор Баскетти.

Несмотря на перспективность, технологии находятся на ранней стадии. Лабораторные образцы мембран помещаются на ладони, тогда как для реального производства потребуются сотни тысяч квадратных метров материала. Как подчёркивает профессор Брандани, ключевыми остаются вопросы стоимости и того, кто будет владеть уловленным CO₂.