Még mielőtt a levegőbe kerül, a szén-dioxid hasznos anyaggá alakítható egy olyan berendezéssel, amit a kémények mellé telepíthetünk. A Szegedi Tudományegyetem kutatóinak eredményeit nemzetközi figyelem kíséri.
Mit kezdjünk az autók kipufogógázaiból, az erőművekből és a gyárkéményekből a levegőbe jutó, egyre gyarapodó mennyiségű szén-dioxiddal? Ez napjaink egyik legnagyobb kihívása.
Janáky Csaba, az SZTE Természettudományi és Informatikai Kar kutatója és munkatársai olyan megoldást kerestek, amely a szén-dioxidot még azt megelőzően hasznos anyaggá alakítja, mielőtt a levegőbe kerül. Az új fejlesztésű készüléket a kémények mellé kell telepíteni, és ipari méretekben is alkalmazható. Az innovációról szóló cikket a Joule szakmai lap friss számának címlapján közlik, és nagy szakmai érdeklődést váltott ki nemzetközi szinten.
“Több út létezik a szén-dioxid hasznos anyaggá alakítására, amelyek közül a mostani technoökonómiai számolások alapján még nem lehet megjósolni, melyik lesz gazdasági szempontból a legjobb. Az egyik módszer az, amikor elektrokémiai eljárással alakítjuk át a szén-dioxidot például a vegyiparban használatos szintézisgázzá vagy éppen etilénné” – mondta Janáky Csaba a Szegedi Egyetem honlapján.
“A másik lehetőség az, amikor elektrokémiailag vizet bontunk, s az így nyert hidrogént reagáltatjuk szén-dioxiddal, magasabb hőmérsékleten és nyomáson, valamilyen katalizátor felületén. A harmadik út, amikor közvetlenül a szén-dioxidot reagáltatjuk vízzel, de nem elektrokémiailag, hanem heterogén katalízissel, magas hőmérsékleten és nyomáson.”
Az még ma sem látható, melyik út hozza el a végső megoldást. Az is lehet, amely a különböző természeti adottságú – például megújuló erőforrásokból sok olcsó áramot termelő, vagy éppen termálvízzel rendelkező – válik be.
A szén-dioxid átalakítására irányuló kutatáshoz a szakembergárda 2016-ban nyert támogatást.
Egy-egy ma alkalmazott katalizátor eltérő sebességgel alakít át szén-dioxidot, és abban is eltérnek, hogy a vízből milyen gyorsan lehet hidrogént előállítani általuk. – A katalizátorok morfológiájának, azaz alakjának kevesen tulajdonítanak megfelelő jelentőséget. A tudósok ezúttal erre is odafigyeltek és megállapították: a katalizátor esetében sem mindegy a küllem, vagyis az alak.
A kutatás során sokkoló eredményre jutottunk – mondta Janáky.
A szakemberek munkájuk során a „nitrogénnel adalékolt szenek” katalizátor-családra fókuszáltak. (Azért éppen erre az olcsó, nagy mennyiségben és könnyen előállítható, aktív katalizátor-családra, mert ezek már sok szakmai közleményben szerepelnek, ám gyakran egymásnak ellentmondó megállapításokkal.) A kísérletek bizonyították, hogy a sima felületű katalizátoron döntően hidrogén fejlődött, a lyukacsos felületű elektródon döntően szén-dioxid redukálódott.
Ez azért lényeges, mert most már tudják, hogy a porozitás (alak) változtatásával javítható a különböző katalizátorok aktivitása, vagyis növelhető a szén-dioxid-hasznosítás teljesítménye. Ezt az adottságot használták ki az új készülék, a szén-dioxid átalakító reaktor fejlesztéséhez.
A gyakorlati élet szempontjából fontos üzenetük, hogy a porozitás változtatásával, optimalizálásával javítható a különböző katalizátorok aktivitása, vagyis növelhető a szén-dioxid-hasznosítás teljesítménye.
A szegedi kutatók nemcsak katalizátorokat és katalizátor előállítási módszereket fejlesztettek, hanem olyan laboratóriumi szinten már működő cellákat is, amelyek a későbbi méretnövelés alapját képezik. A helytakarékos és költséghatékony – egy cellában több réteget is alkalmazó – megoldás részleteit szabadalom rögzíti.
Az SZTE kutatói és Thales Nano Zrt. mérnökei eredményeiket a Joule és az ACSA Energy Letters szaklapokban publikálták.
Fotó: Unsplash
You may also like
-
Egyre több a mikroműanyag-részecske a Dunában
-
Mikroműanyagok vs természet: mindenhol jelen vannak, de a hatásuk még alig ismert
-
Jobban meg akarják ismerni a főváros alatt található termálvizeket az ELTE kutatói
-
Összefügg az emberelőd agyának mérete és a nagytestű húsevők kihalásának mértéke
-
A szárazföldek és a vizek legalább 30 százalékát kellene védelembe venni, hogy megóvják az embertől