Учёные из Нанкинского университета в Китае разработали инновационное устройство, способное получать до 98% кислорода из углекислого газа (CO2). Эта технология эффективно расщепляет CO2 на углерод и кислород, что делает её перспективной для использования в экстремальных условиях, таких как подводная среда и Марс.
Об этом сообщает ProIT
Устройство, не требующее соблюдения строгих условий давления и температуры, открывает новые возможности в производстве кислорода.
«Если необходимая энергия поступает из возобновляемых источников, этот метод прокладывает путь к углеродной нейтральности. В то же время это практичный, управляемый метод производства кислорода из CO2 с широким потенциалом применения — от исследования Марса до очистки воздуха в помещениях»
, — подчеркивают разработчики.
Технология расщепления CO2
Учёные на протяжении длительного времени пытались воспроизвести процесс фотосинтеза, который используют растения для преобразования CO2 в кислород. Теперь коллектив Нанкинского университета в сотрудничестве с Университетом Фудань разработал технологию прямого расщепления углекислого газа, используя литий вместо водорода.
Устройство состоит из газового катода с наномасштабным катализатором из рутения и кобальта и металлического литиевого анода. CO2 попадает в катод и проходит через два этапа электрохимического восстановления с участием лития. На первом этапе CO2 реагирует с литием, образуя карбонат лития (Li2CO3), который затем разлагается на оксид лития и углерод. На этапе электрокаталитического окисления оксид лития преобразуется в ионы лития, высвобождая кислород как побочный продукт. Эффективность данного устройства составляет до 98,6% чистого кислорода на выходе.
«Использование оптимизированного катализатора RuCo обеспечивает очень высокий выход кислорода, более 98,6 процента, что значительно превышает эффективность природного фотосинтеза»
, — отмечают разработчики.
Перспективы использования технологии
Эта технология способна производить кислород не только из CO2, но и из других газов, включая промышленные выбросы и газы, содержащиеся в атмосфере Марса. Большей частью марсианской атмосферы является CO2, который имеет давление менее одного процента от атмосферного давления Земли.
Для моделирования процесса расщепления CO2 в подобных условиях учёные создали газовую смесь из аргона и низкой концентрации CO2 (менее 1%), однако данные о количестве образованного кислорода в таких условиях в настоящее время отсутствуют.
Тем не менее, учёные предупреждают, что колонизация Марса и другие исследования могут столкнуться с токсичными пылевыми бурями, последствия которых трудно лечить.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Angewandte Chemie.
