Всем известно, что растения не имеют равных в своей способности потреблять углекислый газ. Однако такое преимущество временное. Так как при разложении или во время пожаров растения высвобождают CO2 обратно. Учёные нашли способ, который мог бы предотвратить возвращение углекислого газа в атмосферу. Речь идёт о создании промышленного материала. По мнению авторов проекта карбид кремния (SIC) можно добыть из атмосферного парникового газа.
На прошлой неделе в журнала PSC Advances сотрудники института Солка опубликовали статью, где подробно была описана технология преобразования табачной и кукурузной шелухи в SIC. Процесс оказался довольно успешно реализован и детально запротоколирован. Попытки провести подобные эксперименты случались и раньше, но данный анализ оказался более удачным. Результаты работы исследователей трудно переоценить. Теперь можно точнее разрабатывать стратегии переработки углерода для смягчения климатических изменений. Тема актуальна как никогда: ведь CO2 продолжает расти беспрецедентно.
Соавтор исследования, профессор института Солка Джозеф Ноэль, прокомментировал результат работы своей группы. По его словам, именно самый тщательный учёт количества извлекаемых атомов углерода может помочь для внедрения технологии в массовое производство. Так, можно добиться большей роли растений в стабилизацию климата на планете. Благодаря симбиозу фауны и научных открытий переработка промышленного побочного углекислого газа станет когда-нибудь возможной и широко применимой.
Вместо парникового газа — сверхтвёрдый карборунд
SIC или его составляющая, карборунд, — сверхтвёрдый материал. Он применяется для создания керамических изделий, наждачки, полупроводниковых приборов и даже светодиодных ламп.
Группа SALK ранее применяла описанный метод для добычи карбида кремния. Процесс происходил в три этапа. В самом начале учёные вырастили табак из семян. Табак был выбран неспроста — его вегетативный период довольно короток. Выращенные растения были собраны, заморожены и измельчены в порошок. После этого полученное вещество обработали кремниесодержащими соединениями. На третьем этапе порошок каменел, а чтобы получить SIC, подвергался высокой температурной обработке — до 1600 градусов по Цельсию.
Этим исследователи продемонстрировали, каким образом могут быть использованы сельскохозяйственные отходы. Также прекрасно можно увидеть какое количество углерода уйдёт в атмосферу, если не преобразовать его для создания SIC.
С помощью элементного анализа растительных порошков авторы измерили 50 000-кратное увеличение секвестрированного углерода от семян до выращенных в лаборатории растений, продемонстрировав эффективность растений в вытягивании атмосферного углерода. При нагревании до высоких температур для окаменения растительный материал теряет некоторое количество углерода в виде различных продуктов разложения, но в конечном итоге сохраняет около 14 процентов захваченного растением углерода.
Процесс не углеродно-нейтральный
Учёным удалось выяснить, что для получения около 2 граммов SIC необходимо потратить 177 кВ/ч энергии. Почти три четверти этой энергии расходуется на процесс нагрева в печи. Таким образом, процесс производства карбида кремния не является углеродно-нейтральным. Но калифорнийские исследователи рассчитывают на возобновляемые источники энергии, которые помогут снизить расходы.
В планах сотрудников института Солка исследовать процесс с более широким спектром растений. В скором времени они попробуют создать SIC из бамбука и хвоща. Эти растения естественным образом содержат немало кремния. Возможно, конечным итогом станет заключение, что производство карбонада кремния — экологически ответственный подход и хорошее подспорье для борьбы с глобальным потеплением.
По материалам PHYS.ORG.
