A Tokiói Metropolitan Egyetem kutatói jelentős előrelépést értek el a szén-dioxid-leválasztás melléktermékének, a bikarbonátnak formiát oldattá, azaz zöld üzemanyaggá alakításában. A tudósok által kifejlesztett új elektrokémiai cella megoldást kínál a reaktív szénleválasztás (RCC) eddigi problémáira, miközben hasonló teljesítményt nyújt, mint a magasabb energiaigényű és tiszta szén-dioxid-gázt igénylő módszerek – írja az egyetem sajtóközleménye.

A szén-dioxid-leválasztás kulcsfontosságú a globális kibocsátás csökkentésében, de ha ezt meg is oldjuk, egy következő problémához jutunk:

Mit kezdjünk a megkötött szén-dioxiddal?

Egyesek szerint vissza kell juttatnunk oda, ahol hosszan raktározható: a föld alá, esetleg az óceánok mélyére – ez utóbbi megoldásra épül egy geomérnökösködési megoldás is, amelyről legutóbb írtunk:

Geomérnökség a köbön: 2026-tól átlakíthatják a Csendes-óceánt, hogy sokkal több légköri CO2-t nyeljen el Az óceáni vastrágyázás kísérlet 2026-ban indulna, és akár 10 ezer négyzetkilométert is érintene az óceánon. A módszer viszont elég ellentmondásos.

A legelegánsabb megoldás, amivel ráadásul két legyet is ütünk egy csapásra, ha a leválasztott CO2-ből valami, az emberiség számára igen hasznosat, akár energiahordozót gyártanánk. Ilyen környezetbarát tüzelőanyag például a formiát oldat is. A formiát oldat olyan folyadék, amelyben formiát ionok (HCOO⁻) oldódnak fel egy oldószerben, általában vízben. A formiát egy só vagy észter, amely a hangyasav anionjából származik, és gyakran használják különböző ipari folyamatokban, például fagyállókban, hűtőközegekben vagy üzemanyagcellákban. Ez utóbbi esetben a formiát azon tulajdonsága érvényesül, hogy könnyen eloxidálható, így energia nyerhető belőle.

Túl szép, hogy igaz legyen? Való igaz, hogy a szén-dioxid formiáttá alakításának hagyományos módszerei komoly nehézségekkel küzdenek, mivel nagynyomású, tiszta szén-dioxidot igényelnek, aminek az előállítása nem éppen hatékony, ráadásul meglehetősen energiaigényes folyamat. Ezen a ponton lép be azonban a cikk tárgyát adó eljárás, amely segítségével a szén-dioxidot lúgos oldatban, például bikarbonát formájában lehet megkötni, majd ezt közvetlenül az áhított formiát-ionokká alakítani. A legnagyobb kihívás mindebben az volt, hogy olyan elektrokémiai cellát tervezzenek, amely képes hatékonyan és szelektíven átalakítani a bikarbonát-ionokat mellékreakciók, például hidrogéntermelés nélkül.

Az Amano Fumiaki professzor vezette csapat igen innovatív megoldással rukkolt elő: egy olyan új elektrokémiai cellát fejlesztettek ki, amelyben cellulóz-észterből készült porózus membrán található. Ez a membrán választja el a katalitikus elektródákat, és teszi lehetővé a hidrogénionok áthaladását, amelyek a bikarbonát-ionokkal reagálva szén-dioxidot hoznak létre a membrán pórusaiban. Ez a szén-dioxid pedig ezután formiát-ionokká alakul a másik elektródán. A cella 85%-os faradikus hatásfokot ért el még nagy áramerősség mellett is, és több mint 30 órán át zavartalanul működött, így a bikarbonát szinte teljesen formiáttá alakult. A víz eltávolítását követően pedig szilárd, kristályos formiát üzemanyag a büszke végeredmény.

A mostani módszer tehát elég komolyan hozzájárulhat a globális nettó zéró kibocsátás eléréséhez. A projektet egyébként a Tokiói Fővárosi Kormány támogatta.

(A cikkhez használt kép illusztráció, a DALL-E generálta/Rakéta.hu)