“Erdő” a kémények mellett – mielőtt a levegőbe kerül, hasznosítható a füst szén-dioxid tartalma

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