Ученые НГУ предлагают инновационное решение для улавливания углекислого газа

Новосибирск. 17 ноября. НГУ — Научные сотрудники Лаборатории теплофизических основ газогидратных технологий Физического факультета Новосибирского государственного университета представили инновационное решение, которое может привести к уменьшению выбросов углекислого газа в атмосферу.

Проблема изменения климата стоит перед человечеством как одна из самых острых задач, требующих оперативного решения. Увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу является главным фактором, способствующим тому, что климат становится все более непредсказуемым и агрессивным.

Исследователи предлагают использовать природный механизм для улавливания углекислого газа. Они обратили внимание на газогидраты — супрамолекулярное соединение воды и газа, где молекулы воды образуют ажурный трехмерный каркас, внутри которого помещается молекула газа. Это соединение встречается в природе и способно удерживать большие объемы газа. Например, 80 % природного газа находится в состоянии газогидрата в зоне вечной мерзлоты или на дне океанического шельфа.

Однако процесс формирования гидрата крайне сложен и непредсказуем. Для ускорения процесса ученые НГУ предлагают использовать серебро. Наночастицы серебра добавляются в коллоидный раствор, который стимулирует образование гидрата. Этот метод не только увеличивает скорость этого процесса, но и способствует увеличению объема улавливаемого углекислого газа.

— Коллоидный раствор с наночастицами серебра, при наличии додецилсульфата натрия в качестве стабилизатора, значительно увеличивает объем улавливаемого в гидратное состояние углекислого газа. Эта комбинация также ускоряет процесс гидратообразования, — пояснил руководитель лаборатории, доктор физическо-математических наука Владимир Белослудов.

Этот метод позволяет улавливать углекислый газ из дымовых газов или синтез-газа, полученного в результате газификации топлив. Гидрат углекислого газа образуется при давлении всего 12 атмосфер при температуре 0 °C, что делает его экономически привлекательным для применения в промышленности. Улавливание углекислого газа позволяет использовать его в химической промышленности или даже захоронить, в то время как обогащенный водородом газ можно успешно применять в различных отраслях.

Полученные промежуточные результаты были представлены на конференции, посвященной газогидратам, X Conference of Gas Hydrates, которая прошла в Сингапуре с 9 по 14 июля этого года. Конференция была особенно значимой, учитывая, что из-за пандемии коронавируса она не проводилась в течение последних 6 лет.

— На конференции мы представили результаты наших теоретических исследований влияния наночастиц серебра на образование гидратов при наличии метана и диоксида углерода. В настоящее время исследования влияния наночастиц и ПАВ на скорость формирования гидратных фаз активно ведутся по всему миру. Мы продолжаем комплексное исследование, объединяя теоретические и экспериментальные подходы, —  рассказала старший научный сотрудник лаборатории, кандидат физико-математических  наук Юлия Божко.

Исследование, проведенное учеными НГУ с поддержкой Российского научного фонда, открывает новые перспективы в борьбе с климатическими изменениями. Использование серебра для улучшения процесса улавливания углекислого газа может стать ключом к созданию чистого и устойчивого будущего для нашей планеты.

Исследование проведено при поддержке гранта 22-19-00428 от Российского научного фонда.