Elektrokémiai úton, jelentős hőenergia felhasználása nélkül köthető meg a levegőből a szén-dioxid egy új fejlesztésnek köszönhetően. Az eljárás egy akkumulátor működési elvét követve szivattyúzza át a gázt az elektródákon.
A közvetlen légköri szén-dioxid-megkötés (DAC) egyik legfőbb akadályát eddig a rendkívül magas energiaigény jelentette. A hagyományos rendszerek hatalmas ventilátorokkal szívják be a levegőt, majd a megkötő anyagokból több száz fokos hevítéssel szabadítják ki a gázt a végleges tároláshoz vagy ipari felhasználáshoz. Az új kutatási eredmények alapján az elektromos áramra épülő eljárással ez a hőigény teljes mértékben kiváltható.
A berendezés alapja egy olyan elektrokémiai cella, amely káliummal stabilizált mangán-dioxid elektródákat használ sós vizes oldatban. A töltési és kisülési ciklusok során a folyadék kémhatása megváltozik: lúgos környezetben a rendszer elnyeli a szén-dioxidot, míg az áramirány megfordításakor a kémhatás csökken, és a megkötött gáz tiszta formában távozik.
Jelentős energia-megtakarítás a gyakorlatban
A laboratóriumi mérések alapján a folyadékáramlás pontos szabályozásával sikerült a folyamat energiaigényét tonnánként 2,77 gigajoule-ról 1,76 gigajoule-ra csökkenteni. Ez a hatékonyságjavulás döntő tényező lehet abban, hogy a közvetlen légköri szén-dioxid-megkötés a jövőben gazdaságosan is működtethetővé váljon.
A technológia több lényeges előnyt mutat fel a korábbi megoldásokhoz képest:
- Hőenergiamentes működés: Teljesen elektromos alapú, így közvetlenül összekapcsolható megújuló energiaforrásokkal.
- Szelektív elnyelés: Oxigénben dús, normál légköri viszonyok között is képes hatékonyan megkötni a gázt.
- Költséghatékony alapanyagok: Nem igényel ritka vagy túlzottan drága nemesfémeket.
A skálázhatóság kihívásai
A szén-dioxid-megkötés terén elért eredmények ellenére a gázszivárgás megelőzése és a termelékenység további növelése még tisztázandó feladat. A kutatók jelenleg a folyadékok keveredési mechanizmusát és a cellák méretezhetőségét elemzik, hogy az eljárás ipari léptékben is megállja a helyét.
A globális klímacélok eléréséhez a kibocsátáscsökkentés mellett a légkörben lévő gázok eltávolítására is szükség lesz, ehhez nyújthat fenntarthatóbb alternatívát a bemutatott elektrokémiai megközelítés.
