Открытие было сделано случайно. Ученые исследовали реакцию образования угольной кислоты при взаимодействии углекислого газа с водой и подбирали катализатор для ускорения процесса. Одновременно они изучали метаболизм СО2 в организме морского ежа, перерабатывающего углекислый газ в карбонат кальция для своего скелета. При анализе в экзоскелете личинки ежа было обнаружено повышенное содержание никеля. Догадавшись использовать наночастицы никеля в качестве катализатора в эксперименте с угольной кислотой, ученые добились полного перехода CO2 в угольную кислоту.
Морские ежи против глобального потепеления
Исследователи из Ньюкаслского университета (Великобритания) нашли способ быстрой и дешевой переработки углекислого газа в безвредные минералы – карбонаты кальция и магния. Это открывает путь к существенному уменьшению выбросов СО2 – парникового газа, который, как считается, вызывает глобальные изменения климата.
Ранее предлагались различные способы связывания и хранения углекислого газа, например, закачка его через скважины в глубокие подземные резервуары. Однако этот процесс затратен и не дает гарантий от утечек газа в будущем. Альтернативный способ — связывание СО2 в виде карбонатов, получаемых с помощью технологии, использующей фермент (угольную ангидразу) для получения угольной кислоты. Но этот фермент малоэффективен из-за того, что теряет свою активность в кислой среде, которую создает продукт реакции — угольная кислота.
Никелевый катализатор в 1000 раз дешевле фермента и работает независимо от значения кислотности. Магнитные свойства никеля позволяют легко отделять его от других веществ и использовать многократно. Окончательный продукт — карбонат кальция (или магния) — безвреден и может быть использован в строительстве и других отраслях.
Ежегодно человечество выбрасывает в атмосферу 33,4 миллиарда тонн углекислого газа, 45% которого остается в атмосфере. Карбонат кальция, знакомый нам в форме мела, входит в количестве 4% в состав земной коры и является естественным резервуаром углерода, эквивалентным 1500 триллионам тонн углекислого газа.
Открытый метод открывает реальную перспективу полностью прекратить выброс углекислого газа электростанциями и химическими производствами в атмосферу.
Источник: Phys.org