Lepiej wyłapywać CO2 z oceanów niż z powietrza. Naukowcy mają na to sposób

Dwutlenek węgla stanowi poważne zagrożenie dla ludzi i środowiska. Dlatego od lat naukowcy próbują opracować skuteczny system wychwytywania go z powietrza. Jest tylko jeden problem: takie działanie wymaga dużych nakładów pieniędzy i energii. W 2022 r. Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) podała, że nawet te najwydajniejsze technologie potrzebują około 1,8 megawatogodziny na tonę wychwyconego CO2. Najbardziej energochłonne okazuje się utrzymanie absorberów w temperaturze roboczej i sprężanie powietrza.

Dlatego naukowcy z MIT postanowili spróbować czegoś innego. Opracowali technologię, dzięki której zamiast wyłapywać dwutlenek węgla bezpośrednio z powietrza, można to robić w wodzie morskiej. Choć pomysł może wydawać się dziwny, to warto wiedzieć, że w skali globalnej to oceany są największym pochłaniaczem dwutlenku węgla – przyjmują między 30 a 40 proc. całej emisji generowanej przez ludzi.

Naukowcy z MIT zwracają jeszcze uwagę na dwie inne kwestie. Pierwsza jest taka, że stężenie dwutlenku węgla w morskiej wodzie jest ponad 100 razy większe niż w powietrzu. Druga natomiast wiąże się ze stałym dążeniem przyrody do równowagi stężeń – w związku z tym im więcej wychwyci się CO2 z wody, tym więcej ona ponownie pobierze go z powietrza. Oczyszczając wodę zatem oczyścimy powietrze.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Nie jest jednak tak, że są to jakieś nowe odkrycia i pierwsze próby. Możliwość usuwania dwutlenku węgla z wód oceanicznych pojawiła się już wcześniej i od razu stała się w oczach ekspertów obiecującym sposobem na złagodzenie stężenia CO2. Choć jednak kilka zespołów badawczych i firm próbuje tu swoich sił, to na razie nie udało się osiągnąć sukcesu.

Problem w tym, że poprzednie zespoły korzystały z technologii, które do wychwytywania dwutlenku węgla z wody wymagały drogich membran i wielu różnych chemikaliów, co ograniczało ich – nazwijmy to – atrakcyjność. Tymczasem badacze z MIT ogłosili, że powodzeniem zakończyły się testy systemu, który nie potrzebuje żadnej z tych rzeczy, a przy tym zużywa mniej energii niż metody "powietrzne".

Naukowcy z MIT zaproponowali system, w którym woda morska przepływa przez dwie komory. W pierwszej reaktywne elektrody uwalniają protony, które zakwaszają wodę, co pozwala na wyodrębnienie gazowego dwutlenku węgla i zebranie go w sposób próżniowy. Następnie woda przepływa do drugiej komory – z odwróconym napięciem. Elektrony "wracają", woda z powrotem staje się zasadowa i w takiej postaci wraca do morza.

A co dalej z wychwyconym dwutlenkiem węgla? Naukowcy tłumaczą, że można go zakopać w głębokich formacjach geologicznych albo też przekształcić w etanol – na potrzeby produkcji paliwa transportowego.

Jak możemy przeczytać w raporcie z badania, opublikowanym na łamach magazynu Energy & Environmental Science, technologia wymaga jedynie 0,77 megawatogodziny na tonę wychwyconego CO2. To wyraźnie niższy wynik niż w przypadku nawet tych najwydajniejszych systemów "powietrznych". Co więcej, badacze są przekonani, że zużycie energii uda się jeszcze bardziej zredukować. Niemniej jednak sama technika wymaga jeszcze pewnych udoskonaleń, dlatego też rzeczywistego projektu demonstracyjnego należy spodziewać się dopiero za około dwa lata.

Naukowcy chcieliby, żeby systemy tego typu zostały wprowadzone do istniejącej infrastruktury, na przykład do zakładów odsalania wody oceanicznej. To przy okazji pozwoliłoby jeszcze bardziej zredukować koszty. Inny pomysł to wdrożenie systemu na statkach – przy okazji "może to pomóc przedsiębiorstwom żeglugowym zmniejszyć swoją emisję", jak wyjaśniają badacze.