Textilní filtr pro zachycování uhlíku
Vědci z NCSU navrhli systém rychlé filtrace CO2 ze směsi vzduchu a plynů pomocí nového textilního filtru, který kombinuje tkaninu a přírodní enzym pro urychlení chemických reakcí.
Existuje řada způsobů, jak zachytit oxid uhličitý. Současný standard využívá reakci, která je rychlá, robustní a váže oxid uhličitý tak dobře, že ho nelze snadno dostat ven a je nutné používat velmi vysoké teploty, což znamená velkou spotřebu energie. Tím se proces velmi prodraží. Proto se hledají nové technologie pro zachycování uhlíku, které by vyžadovaly méně energie.
Poznatky z laboratorních testů naznačují pokrok ve vývoji možné technologie zachycování uhlíku, která by mohla snížit emise CO2 z elektráren na biomasu, uhlí nebo zemní plyn.
„Chceme touto technologií zastavit emise CO2 u zdroje a elektrárny jsou teď hlavním zdrojem emisí. Její hlavní výhodou ve srovnání s podobně cíleným výzkumem je to, že ji lze snadno rozšířit pomocí tradičních textilních výrobních zařízení," řekl Jialong Shen, výzkumný pracovník North Carolina State University (NCSU). Základem pro navrhovaný chemický filtr na textilní bázi je přirozeně se vyskytující enzym karboanhydráza, který může urychlit reakci, při níž se CO2 a voda změní na hydrogenuhličitan, sloučeninu v jedlé sodě, který má i důležitou roli v lidském těle – pomáhá transportovat oxid uhličitý, aby mohl být vydechován.
K vytvoření filtru vědci připojili enzym na dvouvrstvou bavlněnou látku namočením do roztoku obsahujícího chitosan, který funguje jako lepidlo a fyzicky zachytí enzym na látku.
Po řadě experimentů, simulujících úrovně emitované elektrárnami, aby zjistili, jak dobře by filtr oddělil oxid uhličitý od vzdušné směsi CO2 a dusíku, dokázali extrahovat při filtraci rychlostí 4 l/min až 52,3 % CO2 s jednovrstvým filtrem a 81,7 % s dvouvrstvým filtrem. Nyní potřebují otestovat filtr s rychlejšími průtoky vzduchu v komerčních elektrárnách, protože provoz v plném rozsahu by potřeboval zpracovat více než 10 mil. litrů spalin za minutu.
Vědci rovněž zjistili, že enzym může být udržován při nižší teplotě po velmi dlouhou dobu a bude odolný. Tkanina poskytuje fyzickou podporu i strukturu a zároveň nabízí velkou plochu pro reakci s oxidem uhličitým. Zabývají se také problémem, jak recyklovat kapalinu poté, co opustí filtr, a procesem přeměny hydrogenuhličitanu zpět na CO2.
Petr Přikryl
Foto: Sonja Salmon
163
