В Казахстане разработали метод улавливания углекислого газа из воздуха

Испокон веков горные породы обладали способностью впитывать углекислый газ из атмосферы и надежно «запечатывать» его, препятствуя его возвращению обратно в воздух. В результате такого взаимодействия углекислый газ связывается в твердой минеральной форме. Однако с наступлением индустриальных революций природное равновесие было нарушено: объемы выбросов парниковых газов выросли настолько, что планета больше не успевает поглощать их естественным путем.

Ученые нашли способ значительно ускорить этот природный процесс, превратив его в рабочую технологию, потенциально пригодную для масштабного применения.

Механизм «каменного плена» для углекислого газа

В своей работе исследователи выбрали горные породы, содержащие большое количество железа и магния. Эти вещества при взаимодействии с углекислым газом вступают в химическую реакцию, в ходе которой под воздействием пониженной температуры и давления образуются устойчивые твердые минералы. В таком виде углекислый газ становится химически связанным и больше не может попасть обратно в атмосферу — он, по сути, запечатывается внутри «каменного панциря».

Чтобы оценить, насколько можно ускорить этот процесс по сравнению с его естественным протеканием, ученые провели моделирование с использованием компьютерных технологий. Результаты показали, что уже в течение первой недели после начала реакции концентрация углекислого газа в смеси начинает меняться. А спустя три месяца вся смесь превращается в твердое минеральное вещество, и весь углекислый газ оказывается надежно захвачен.

В дальнейшем смоделированный процесс был воспроизведен в специально разработанном лабораторном реакторе, и на этот раз аналогичный результат был достигнут менее чем за месяц.

Экологическая польза и экономическая выгода

«Наше исследование имеет не только важное экологическое значение, но и практическую экономическую ценность. Минералы, в которых зафиксирован углекислый газ, можно использовать в качестве экологически чистых строительных и теплоизоляционных материалов», — поясняет ассистент-профессор Махмуд Лейла.

По ее словам, одна тонна таких карбонатных теплоизоляционных материалов на рынке может стоить до 25 тысяч долларов.

Что понадобилось для ускорения процесса

Чтобы ускорить процесс минерализации углекислого газа, исследователи добавляли в смесь специальные катализаторы и химические компоненты, а также использовали измельченную горную породу. Ученые признают, что внедрение этой технологии в промышленность может оказаться затратным, поскольку требует значительных объемов воды и большого количества энергии.

«В рамках исследования мы также оцениваем, насколько различные источники воды могут быть оптимальными для реализации этого процесса. Кроме того, изучается возможность использования отходов ультрамафитовых пород — это горные породы с высоким содержанием железа и магния», — добавил Махмуд Лейла.

По словам авторов проекта, особенно большое количество горных пород, пригодных для безопасного улавливания углекислого газа, сосредоточено в Актюбинской и Карагандинской областях. Используя их, можно поглотить миллиарды тонн углекислого газа.

Ученые убеждены, что благодаря такому геологическому потенциалу Казахстан может стать ключевым региональным центром по безопасному хранению углекислого газа, что значительно укрепит позиции страны в международной экологической повестке.