Klimatilbagespoling:Forskere omdanner kuldioxid tilbage til kul

Forskere har brugt flydende metaller til at omdanne kuldioxid tilbage til fast kul, i et verdensførste gennembrud, der kunne ændre vores tilgang til CO2-opsamling og -lagring.

Forskerholdet ledet af RMIT University i Melbourne, Australien, har udviklet en ny teknik, der effektivt kan omdanne CO2 fra en gas til faste partikler af kulstof.

Udgivet i tidsskriftet Naturkommunikation , forskningen tilbyder en alternativ vej til sikkert og permanent at fjerne drivhusgassen fra vores atmosfære.

Nuværende teknologier til kulstoffangst og -lagring fokuserer på at komprimere CO2 til en flydende form, transportere det til et passende sted og injicere det under jorden.

Men implementeringen er blevet hæmmet af tekniske udfordringer, spørgsmål omkring økonomisk levedygtighed og miljømæssige bekymringer om mulige lækager fra lagerpladserne.

RMIT-forsker Dr. Torben Daeneke sagde, at konvertere CO2 til et fast stof kunne være en mere bæredygtig tilgang.

"Selvom vi ikke bogstaveligt talt kan skrue tiden tilbage, at omdanne kuldioxid tilbage til kul og begrave det tilbage i jorden er lidt som at spole emissionsuret tilbage, "Daneke, en Australian Research Council DECRA Fellow, sagde.

"Til dato, CO2 er kun blevet omdannet til et fast stof ved ekstremt høje temperaturer, gør det industrielt urentabelt.

"Ved at bruge flydende metaller som katalysator, vi har vist, at det er muligt at omdanne gassen til kulstof ved stuetemperatur, i en proces, der er effektiv og skalerbar.

"Mens der skal laves mere forskning, det er et afgørende første skridt til at levere solid lagring af kulstof."

Hvordan kulstofomdannelsen fungerer

Hovedforfatter, Dr. Dorna Esrafilzadeh, en vicekanslers forskningsstipendiat ved RMIT's School of Engineering, udviklet den elektrokemiske teknik til at opfange og omdanne atmosfærisk CO2 til fast kulstof, der kan lagres.

For at omdanne CO2, forskerne designet en flydende metalkatalysator med specifikke overfladeegenskaber, der gjorde den ekstremt effektiv til at lede elektricitet, mens den kemisk aktiverede overfladen.

Kuldioxiden opløses i et bægerglas fyldt med en elektrolytvæske og en lille mængde af det flydende metal, som så oplades med en elektrisk strøm.

CO2 omdannes langsomt til faste flager af kulstof, som er naturligt løsrevet fra den flydende metaloverflade, tillader kontinuerlig produktion af kulstofholdigt fast stof.

Esrafilzadeh sagde, at det producerede kulstof også kunne bruges som en elektrode.

"En sidegevinst ved processen er, at kulstoffet kan holde på elektrisk ladning, bliver en superkondensator, så det kan potentielt bruges som en komponent i fremtidige køretøjer."

"Processen producerer også syntetisk brændstof som et biprodukt, som også kunne have industrielle anvendelser."

Forskningen blev udført på RMITs MicroNano Research Facility og RMIT Microscopy and Microanalysis Facility, med ledende efterforsker, Æres RMIT og ARC Laureate Fellow, Professor Kourosh Kalantar-Zadeh (nu UNSW).

Forskningen er støttet af Australian Research Council Center for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET) og ARC Center of Excellence for Electromaterials Science (ACES).

Samarbejdet involverede forskere fra Tyskland (University of Munster), Kina (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics), USA (North Carolina State University) og Australien (UNSW, University of Wollongong, Monash University, QUT).

Bladet er udgivet i Naturkommunikation ("Reduktion af CO2 ved stuetemperatur til faste kulstofarter på flydende metaller med atomisk tynde ceriumoxid-grænseflader", DOI:10.1038/s41467-019-08824-8).