پژوهشگران دستگاهی تازه برای جذب دی‌اکسید کربن ساخته‌اند. این دستگاه با یک فرایند الکتروشیمیایی، گاز کربنیک را درون سلولی شبیه باتری جابه‌جا می‌کند. به گفته پژوهشگران، این روش می‌تواند از فناوری‌های فعلی انرژی کمتری مصرف کند و هزینه جذب کربن را پایین بیاورد.
سامانه‌های معمول جذب مستقیم کربن از هوا یا دودکش‌ها، از موادی شبیه فیلتر استفاده می‌کنند. هوا از میان یک ماده جامد یا مایع عبور می‌کند که گاز کربنیک را می‌گیرد. سپس معمولاً با گرم‌کردن آن ماده، گاز از آن جدا و در جریانی جداگانه جمع می‌شود.
اما در روش تازه‌ای که پژوهشگران دانشگاه دلاور ساخته‌اند، باتری هم نقش فیلتر را دارد و هم گاز را جابه‌جا می‌کند.
باتری چگونه گاز کربنیک را جذب می‌کند؟
در این سامانه، در کاتد باتری یون‌های هیدروکسید تولید می‌شوند. این یون‌ها با دی‌اکسید کربن واکنش می‌دهند و آن را به کربنات یا بی‌کربنات تبدیل می‌کنند. این ترکیبات سپس از غشای جداکننده عبور می‌کنند و به سمت آند می‌روند.
در سمت آند، کاهش پی‌اچ باعث معکوس‌شدن واکنش می‌شود و کربنات دوباره به گاز کربنیک تبدیل می‌شود. به این ترتیب، دستگاه هم‌زمان گاز را از هوا جدا می‌کند و آن را درون سلول جابه‌جا می‌کند.
هر دو الکترود این دستگاه از هیدروکسید نیکل ساخته شده‌اند. ماده‌ای که در کاتد باتری‌های قدیمی نیکل-متال هیدرید هم استفاده می‌شد. با تغییر جهت ولتاژ، نقش آند و کاتد عوض می‌شود و واکنش شیمیایی در جهت مخالف ادامه پیدا می‌کند.
پژوهشگران یک نمونه آزمایشگاهی با ۹ سلول ساختند. هر سلول تقریباً به اندازه نیمی از یک برگه کاغذ بود. یک دمنده، هوا را از کانال‌های تعبیه‌شده در صفحات اطراف سلول‌ها عبور می‌داد.
این نمونه برای جذب هر تن گاز کربنیک حدود ۰.۸ مگاوات‌ساعت انرژی مصرف کرد. در مقابل، تأسیسات فعلی جذب مستقیم گاز کربنیک از هوای محیط معمولاً حدود ۱.۵ تا ۳ مگاوات‌ساعت برای هر تن مصرف می‌کنند.
هزینه جذب گاز کربنیک چقدر می‌تواند باشد؟
چند نفر از پژوهشگران این پروژه در استارتاپ ری‌پیر کربن(شرکتی که این فناوری را دنبال می‌کند) هم کار می‌کنند. آن‌ها بر اساس برآوردهای اولیه، هزینه ساخت یک واحد آزمایشی کوچک را حدود ۵۶۶ دلار برای جذب هر تن گاز کربنیک تخمین زده‌اند.
اما با بزرگ‌تر شدن مقیاس و استفاده از روند کاهش هزینه‌ای مشابه صنعت باتری‌های لیتیوم‌یونی، پیش‌بینی شده است که یک تأسیسات با ظرفیت هزار برابر واحد آزمایشی بتواند هزینه را به حدود ۹۲ دلار برای هر تن برساند.
آن‌ها قصد دارند تا سال ۲۰۳۰ هزینه جذب مستقیم کربن را به حدود ۲۵۰ تا ۳۵۰ دلار برای هر تن برسانند.
البته این اعداد فعلاً برآوردهایی درباره بزرگ‌تر شدن مقیاس هستند. عملکرد یک نمونه آزمایشگاهی کوچک لزوماً در تأسیسات صنعتی تکرار نمی‌شود. با این حال، کاهش مصرف انرژی این فناوری می‌تواند مسیر تازه‌ای برای ساخت روش‌های کم‌هزینه‌تر جذب مستقیم کربن از هوا باز کند.
