Поможет графен. Ученые придумали способ снизить температуру на планете
Сокращение выбросов углекислого газа (CO₂) является ключевым шагом в борьбе с изменением климата. Одним из предложенных решений является улавливание углерода, которое включает отделение CO₂ от выбросов и предотвращение его попадания в атмосферу.
Специальные мембраны, служащие селективными барьерами для CO₂, являются одним из методов улавливания углерода.
Однако разработка высокопроизводительных и недорогих мембран для улавливания CO₂ оказалась сложной задачей. Это ограничивало их использование в промышленных масштабах. Исследователи из École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) представили новые графеновые мембраны, которые могут существенно улучшить этот процесс. Эти мембраны, описанные в статье, опубликованной в Nature Energy, содержат пиридиновый азот на краях пор, что улучшает связывание CO₂.
Кумар Варун Агравал, ведущий автор исследования, объяснил, что целью было улучшение разделительных характеристик графеновых мембран. Команда увеличила пористость графена, улучшила распределение пор по размеру и добавила полимерные группы для улучшения селективности CO₂/N₂. Однако добиться одновременно высокой проницаемости и селективности было сложно.
Проанализировав литературу и проведя собственные исследования, ученые разработали метод воздействия аммиака на окисленный графен при комнатной температуре, что включило пиридиновый азот в поры мембраны. Это улучшило связывание CO₂ с порами графена. Метод позволил создать мембраны с многообещающим фактором разделения CO₂/N₂ и высокой проницаемостью.
Агравал отметил, что введение атомарного азота в поры графена привело к значительному улучшению селективности CO₂/N₂ при сохранении высокой проницаемости. Мембраны показали впечатляющие результаты, достигнув факторов разделения более 1000 для разбавленного потока CO₂.
Эти графеновые мембраны могут открыть новые возможности для широкого применения методов улавливания углерода. В настоящее время команда работает над масштабированием мембран и упрощением их изготовления для облегчения коммерциализации.
