Наряду с «зеленой» энергией, улавливание выбросов углерода является еще одним средством в борьбе с изменением климата. Новые материалы и методы постоянно повышают эффективность улавливания углерода, и теперь ученые разработали эффективный и недорогой метод, который использует ультра-тонкие мембраны для фильтрации СО2 из дымовых газов.
Исследователи из Национальной лаборатории Сандия и университета Нью-Мексико назвали свое изобретение Memzyme СО2 – это мембраны, наполненные ферментами. Оболочка мембран представляет собой жидкий слой, который в 10 раз тоньше оболочки мыльного пузыря. СО2 диффундирует через эту мембрану, попадает в плен и растворяется, при этом азот и кислород спокойно проходят через мембрану. Пузыри, как известно, очень хрупкие, поэтому чтобы не допустить разрывов или утечки, ученые укрепили их с помощью наноматериалов.
Ферменты были добавлены в слой жидкости, чтобы ускорить процесс растворения С02. Команда исследователей использовала карбоангидразы, ферменты, содержащиеся в мышцах человека, крови и легких, где они помогают удалять углекислый газ. Нанопоры мембран формируют необычную среду для ферментов, поэтому ученые изучили молекулярные симуляции, чтобы выяснить, как карбоангидразы ведут себя в стесненных условиях и посмотреть, как можно улучшить их производительность.
Результаты моделирования показали, что хотя нанопоры не намного больше самих ферментов, некоторые из них могли уместиться в выделенном пространстве и нормально функционировать. Структуры нанопор помогли защитить ферменты, из-за чего те могут принимать более активное участие в реакции растворения углекислого газа. В целом, ученые утверждают, что их мембраны прекрасно задерживают СО2, что позволяет производить на 99% чистый углекислый газ, который в дальнейшем можно использовать в нужных целях. Сейчас исследователи ищут партнеров для масштабирования технологии для использования ее в промышленности.
«Если мы применим наш метод на одной угольной электростанции, то за один год можно будет избежать таких выбросов CO2, сколько 63 миллиона деревьев перерабатывают за 10 лет», — говорит Ремпе, один из ученых.
Команда получила патент на свою технологию ранее в этом году и, вполне возможно, в будущем после проведения успешных испытаний на практике эта технология будет внедряться повсеместно.
