Kalifornijski tim razvio je metod koji pretvara uhvaćeni ugljen‑dioksid u čvrsti ugljenik koristeći rastopljene soli, a proces su posmatrali novim mikroskopom dizajniranim za ekstremne uslove. Eksperimenti su otkrili dvofazni mehanizam konverzije koji ostaje robustan pri promenama soli i elektroda, što omogućava podešavanje za dobijanje grafita pogodnog za baterije. Sledeći koraci su optimizacija uslova i skaliranje procesa na industrijski nivo.
Iz vazduha u grafit: Kalifornijski naučnici pretvaraju CO2 u grafit bez rudarenja
Photo Credit: Sander Ratso / National Institute of Chemical Physics and Biophysics
Naučnici iz Kalifornije razvili su obećavajući postupak koji pretvara uhvaćeni ugljen‑dioksid u čvrsti oblik ugljenika — uključujući potencijalno grafit pogodan za baterije — bez oslanjanja na tradicionalno rudarenje. Rad su objavili u Nature Communications, a preneli mediji kao što je Phys.org.
Tim iz Lawrence Berkeley National Laboratory, UC Berkeley i National Institute of Chemical Physics and Biophysics iz Estonije pokazao je da se CO2 može konvertovati u ugljenične materijale u kupki rastopljenih soli pri visokim temperaturama. Da bi pratio proces u realnom vremenu, tim je izgradio specijalizovani mikroskop sposoban da snima hemijske promene u izuzetno korozivnom i vrućem okruženju (oko 500°C / 932°F).
Posmatranje uživo otkrilo je da konverzija ide kroz neočekivanu dvofaznu sekvencu. Osnovna hemija procesa ostaje dosledna čak i kada istraživači menjaju sastav soli i materijale elektroda, što sugeriše da je proces robustan i podešiv. Promene u soli i elektrodama utiču na tip formiranog ugljenika, pa bi se proces mogao prilagoditi za proizvodnju različitih ugljeničnih struktura — uključujući grafit odgovarajućeg kvaliteta za upotrebu u baterijama.
Zašto je to važno? Grafit je ključan u litij‑ionskim baterijama, električnim vozilima, elektronici i industrijskim sistemima za skladištenje energije. Većina grafita danas potiče iz rudarstva i uvoza; sposobnost proizvodnje grafita iz uhvaćenog CO2 mogla bi ublažiti pritisak u lancima snabdevanja i omogućiti bližu i održiviju proizvodnju materijala za baterije.
Postoje i potencijalne klimatske prednosti: pretvaranjem CO2 iz vazduha u trajne, vredne proizvode, industrije bi dobile dodatni način da smanje emisije dok stvaraju korisne sirovine.
Prepreke i dalje faze: istraživanje je za sada demonstrirano u laboratoriji. Naredni koraci uključuju optimizaciju kombinacija rastopljenih soli, materijala elektroda, temperatura i napona da bi se grafit proizvodio pouzdano, efikasno i ekonomično. Potrebno je i prevođenje metode na industrijski nivo proizvodnje pre nego što postane komercijalno rešljiva alternativa rudarenom grafitu.
Alat koji su tim razvili — mikroskop za posmatranje hemije u rastopljenim solima — može ubrzati istraživanja i za druge kritične materijale, jer omogućava direktno praćenje reakcija u uslovima koji su ranije bili teško dostupni za vizuelizaciju.
'Ovo je veliki uspeh u većem naporu da se sintetišu kritični i baterijski materijali koristeći rastopljene soli', rekao je Mike Whittaker iz Berkeley Lab-a, koji je radio na projektu. 'Ako biste mogli da pokrenete ovaj proces na nižim temperaturama sa veoma jeftinim solima, mogli biste ga postaviti na mnogo mesta i generisati dovoljno grafita da ga ubacite u lance snabdevanja baterijama.'
Zaključak: studija predstavlja značajan korak ka proizvodnji grafita iz uhvaćenog CO2. Iako rudarenje neće odmah postati zastarelo, ova tehnologija otvara mogućnost fleksibilnije i održivije proizvodnje kritičnih materijala — što bi moglo imati koristi i proizvođačima baterija i zelenoj tranziciji u regionu i šire.
Pomozite nam da budemo bolji.
