Инженеры разработали эффективный процесс производства топлива из углекислого газа

Во всем мире ведутся поиски способов извлечения углекислого газа из воздуха или выхлопов электростанций, а затем превращения его во что-то полезное. Одна из наиболее многообещающих идей — превратить его в стабильное топливо. Но большинство таких процессов конверсии имеют проблемы с низкой эффективностью выбросов углерода или производят топливо, с которым трудно обращаться, оно токсично или легковоспламеняемо.

Теперь исследователи из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета разработали эффективный процесс, который может превращать углекислый газ в формиат, жидкий или твердый материал, который можно использовать, как водород или метанол, для питания топливных элементов и выработки электроэнергии.

Формиат калия или натрия, уже производимый в промышленных масштабах и широко используемый в качестве антиобледенителя для дорог и тротуаров, нетоксичен, негорюч, его легко хранить и транспортировать, и он может оставаться стабильным в обычных стальных резервуарах, которые можно использовать месяцами или даже годами

Новый процесс, разработанный докторантами Массачусетского технологического института Чжэнь Чжан, Чжичу Рен и Александром Х. Весь процесс, включая улавливание и электрохимическое преобразование газа в порошок твердого формиата, который затем используется в топливном элементе для производства электроэнергии, был продемонстрирован в небольшом лабораторном масштабе. Тем не менее, исследователи ожидают, что его можно будет масштабировать, чтобы он мог обеспечивать тепло и электроэнергию отдельные дома и даже использоваться в промышленных или сетевых приложениях.

Новый процесс обеспечивает конверсию более 90 процентов и устраняет необходимость в неэффективном этапе нагрева за счет предварительного преобразования диоксида углерода в промежуточную форму — жидкий бикарбонат металла. Затем эту жидкость электрохимически преобразуют в жидкий формиат калия или натрия в электролизере, использующем низкоуглеродное электричество, например, ядерную, ветровую или солнечную энергию.

Полученный высококонцентрированный жидкий раствор формиата калия или натрия можно затем высушить, например, путем испарения на солнечной энергии, чтобы получить твердый порошок, который обладает высокой стабильностью и может храниться в обычных стальных резервуарах в течение многих лет или даже десятилетий, говорит Ли.

Процесс улавливания и преобразования углерода включает в себя сначала улавливание на основе щелочного раствора, который концентрирует углекислый газ либо из концентрированных потоков, таких как выбросы электростанций, либо из источников с очень низкой концентрацией, даже из открытого воздуха, в форму жидкого металла. бикарбонатный раствор. Затем, с помощью электролизера с катионообменной мембраной, этот бикарбонат электрохимически преобразуется в твердые кристаллы формиата с углеродной эффективностью более 96 процентов, что подтверждено лабораторными экспериментами команды.