"Алмазы с неба": химики получили углеродные нановолокна из воздуха

Группа химиков из университета Джорджа Вашингтона под руководством профессора Стюарта Лихта разработала технологию для экономически выгодного преобразования атмосферного углекислого газа (CO2) напрямую в дорогостоящие углеродные нановолокна, которые нужны для производства потребительских товаров и промышленных продуктов.

Техпроцесс действительно очень дешёвый: процесс идёт сам собой, получая энергию от солнечной установки. Энергозатраты на производство ($1000 за тонну, то есть доллар за килограмм) получаются в несколько сотен раз ниже текущей рыночной стоимости продукта. И главное, техника уже проверена: прототип собран и успешно работает.

Углеродные нановолокна используются в производстве высокопрочных углеродных композитов, из которых делают кузова спортивных болидов и корпуса самолётов, ветряные турбины, высококачественное спортивное оборудование: рамы велосипедов, рукоятки теннисных ракеток и многое другое. Проблема только в том, что углеродные композиты до сих пор были очень дорогими, так что извлечение углекислого газа из воздуха может совершить настоящую революцию в промышленности.

Профессор Лихт называет созданную технологию «Алмазы с неба».

Углеродные нановолокна получают с помощью электролитического синтеза. Процесс состоит из нескольких стадий.

Энергетическая установка из концентратора и фотоэлемента генерирует электричество и одновременно нагревает электролитическую ячейку.
CO2 превращается в расплав карбонатов при температуре 750°C.
В электролитическую ячейку добавляют воздух из атмосферы, а на электроды ячейки подаётся напряжение. Электроды сделаны из никеля и стали.
Под воздействием температуры 750°C и электрического тока менее чем в 1 вольт CO2 распадается на атомы.
Углеродные нановолокна формируются на стальном электроде, откуда их можно снять.

Интересно, что у такого производства есть приятный побочный эффект: можно немного снизить количество углекислого газа в воздухе и уменьшить парниковый эффект, который приводит к нагреванию планеты по образцу Венеры.

Профессор Лихт подсчитал, что если энергетической установкой такого типа покрыть 10% площади пустыни Сахара, то за десять лет можно вернуть процент углекислого газа в атмосфере к доиндустриальному уровню.

19 августа 2015 года авторы представили свою работу на 250-м собрании Американского химического общества.