Kinijos Nankino universiteto mokslininkai sukūrė revoliucinį elektrocheminį įrenginį, kuris gali tiesiogiai skaidyti anglies dioksidą (CO₂) į gryną deguonį ir kietą anglį.
Šis proveržis gali turėti esminę reikšmę žmonijos išlikimui ne tik kosmose – ypač Marse – bet ir atšiauriomis sąlygomis, kaip povandeniniai laivai ar uždari oro filtravimo įrenginiai.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Iki šiol deguonies išgavimas iš CO₂ reikalavo sudėtingų technologijų, veikiančių tik esant aukštai temperatūrai ar slėgiui. Daugelis tyrimų bandė imituoti augalų fotosintezės procesą, tačiau efektyviai tai padaryti pavykdavo retai.
Dabar kinų mokslininkams pavyko šiuos iššūkius apeiti – jie sukūrė naujovišką metodą, paremtą elektrochemija. Įrenginys veikia naudodamas litį ir specialų nanokatalizatorių, kuriame derinami rutenis ir kobaltas.
Eksperimentais nustatyta, kad deguonies išsiskyrimo efektyvumas viršija net 98,6 %, o tai gerokai pranoksta natūralaus fotosintezės proceso rodiklius.
Kaip veikia šis procesas? CO₂ reaguoja su ličiu ir sudaro ličio karbonatą (Li₂CO₃). Tuomet, naudojant elektrokatalitinį oksidavimą, šis junginys virsta ličio oksidu (Li₂O) bei išsiskiria grynas anglies elementas. Galiausiai, oksidas grįžta į pradinę formą, išskirdamas gryną deguonį kaip šalutinį produktą.
Šis dvifazis ciklas leidžia efektyviai konvertuoti CO₂ į naudingas medžiagas be didelio energijos poreikio. Svarbiausia šios technologijos pažanga – jos potencialas būsimoms kosminėms misijoms. Kadangi daugiau nei 95 % Marso atmosferos sudaro anglies dioksidas, gebėjimas paversti šią medžiagą deguonimi – tikras išgyvenimo garantas astronautams.
Tyrėjų komanda jau atliko bandymus sąlygomis, imituojančiomis Marso atmosferą – naudota dujų mišinio terpė su argonu ir nedidele CO₂ koncentracija. Nors detalių rezultatų dar nepaskelbta, tyrėjai įsitikinę – ši technologija gali pakeisti deguonies gamybos principus kosmose. Tačiau išradimas gali būti naudingas ir čia, Žemėje. Viena iš pagrindinių sričių – uždaros aplinkos, tokios kaip povandeniniai laivai, kosminės stotys ar netgi bunkerių sistemos. Paverčiant CO₂ į deguonį, sistema galėtų ženkliai pagerinti oro kokybę ilguose uždarose misijose ar ekstremaliomis sąlygomis.
Taip pat ši technologija galėtų padėti mažinti pramoninį CO₂ kiekį – paverčiant jį kieta anglimi ir deguonimi, būtų sumažinta gamyklų ir elektrinių emisija.
