Создан порошок с рекордным уровнем поглощения CO2 из воздуха
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли представили материал, способный кардинально изменить экономику борьбы с изменением климата. Разработанный ими порошок COF-999 поглощает углекислый газ из атмосферы в десять раз быстрее существующих аналогов, а его рекордная емкость позволяет 200 граммам вещества абсорбировать столько же CO₂, сколько за год поглощает взрослое дерево. Если технология выйдет на коммерческий уровень, это может стать первым рентабельным способом масштабного удаления парниковых газов из воздуха.
Революционный состав и механизм действия
В основе разработки лежат ковалентные органические каркасы (COF) — пористые кристаллические структуры с огромной внутренней площадью поверхности. Исследователи более 30 лет экспериментировали с различными соединениями, пока не нашли оптимальную комбинацию. Порошок COF-999 содержит аминные группы, которые химически связывают молекулы углекислого газа при комнатной температуре. В отличие от предыдущих методов, где использовались жидкие растворы полиаминов, требующие нагрева, новый материал работает в сухом виде и без дополнительной энергии.
Цикличность и регенерация
Ключевое преимущество COF-999 — возможность многократного использования. После насыщения порошок достаточно нагреть до 60 °C, чтобы высвободить чистый CO₂. Этот газ можно либо захоронить в геологических формациях, либо использовать как сырье для химической промышленности. Сам материал сохраняет свои свойства на протяжении как минимум 100 циклов поглощения и высвобождения. Ученые отмечают, что скорость захвата газа у нового порошка в 10 раз выше, чем у любых других известных сорбентов.
План коммерциализации и ближайшие перспективы
Разработчики прогнозируют, что при условии успешного масштабирования производства и повышения абсорбирующей способности, COF-999 может поступить в промышленную эксплуатацию уже через два года. Однако для этого необходимо решить задачу удешевления синтеза ковалентных органических каркасов и увеличения количества рабочих циклов материала. Сегодня стоимость прямого улавливания CO₂ из воздуха остается одним из главных барьеров на пути внедрения подобных технологий.
Появление COF-999 происходит на фоне острой потребности в эффективных методах борьбы с парниковым эффектом. Существующие решения, такие как жидкие аминовые скрубберы или твердые сорбенты на основе цеолитов, требуют значительных энергозатрат и имеют низкую селективность по отношению к углекислому газу. Новый порошок может стать прорывом, так как он способен работать при атмосферной концентрации CO₂ (около 420 ppm) без предварительного сжатия воздуха. Если технология подтвердит свою стабильность в полевых условиях, она может быть интегрирована в системы вентиляции промышленных предприятий или в автономные установки прямого захвата воздуха.
