Știință

În laborator, o baterie captează CO2 cu 0,8 MWh pe tonă

Cercetători de la Universitatea din Delaware au testat o baterie care captează CO2 din aer, cu un consum de circa 0,8 MWh pe tonă captată.

de Marian Tomita · · Asistat de AI ·

Cleme gri de testare prinse pe plăci electronice verzi, într-un dispozitiv de laborator pentru baterii, în lumină roșie
Cleme gri de testare prinse pe plăci electronice verzi, într-un dispozitiv de laborator pentru baterii, în lumină roșie

O echipă de cercetători de la Universitatea din Delaware, din SUA, a testat în laborator o baterie care captează CO2 din aer și îl eliberează sub formă de gaz pur. Potrivit stiintasitehnica.com, dispozitivul a consumat în teste aproximativ 0,8 megawați-oră pentru o tonă de dioxid de carbon, adică de două-trei ori mai puțin decât sistemele actuale.

Cum „pompează" celula dioxidul de carbon

Dispozitivul folosește o celulă cu electrozi de hidroxid de nichel pe ambele părți, o chimie apropiată de cea a bateriilor nichel-hidrură metalică. Când se aplică tensiune, la catod se formează ioni de hidroxid. Aceștia reacționează cu CO2 din aer și îl transformă într-o formă solubilă, carbonat sau bicarbonat.

Forma solubilă traversează o membrană separatoare spre anod. Acolo mediul este mai puțin bazic, iar reacția se inversează: CO2 se eliberează ca gaz pur, gata de colectat. Dacă se inversează tensiunea, electrozii își schimbă rolurile, iar celula poate funcționa continuu.

Ce arată cifrele din laborator

Rezumatul lucrării științifice a echipei, semnată de Yushan Yan și James Buchen, oferă cifre apropiate de cele din presă. O celulă de laborator de 25 cm² a avut un cost mediu de 1,15 MWh pe tonă de CO2. O celulă construită pentru a putea fi fabricată în serie a fost testată 5.000 de ore și a ajuns, la finalul testului, la 0,46 MWh pe tonă, cu un flux de 62 kg de CO2 pe metru pătrat pe an.

Un calcul simplu arată ce înseamnă acest flux: pentru o tonă de CO2 pe an ar fi nevoie de aproximativ 16 metri pătrați de membrană. Cifra este calculată din datele publicate și nu provine de la cercetători.

De ce contează consumul de energie

Captarea directă din aer este scumpă. Un material al Laboratorului Național Lawrence Berkeley arată că sistemele comerciale actuale pot ajunge la 600 de dolari pe tonă, în parte pentru că regenerarea absorbantului cere temperaturi foarte mari. O analiză din ScienceDirect, care citează Agenția Internațională a Energiei, plasează captarea din surse industriale între 50 și 100 de dolari pe tonă, iar captarea directă din aer între 250 și 600 de dolari.

Bateria evită încălzirea: CO2 se eliberează cu ajutorul tensiunii electrice, nu al căldurii. Din acest motiv, cercetătorii estimează, potrivit sursei citate, că un cost sub 100 de dolari pe tonă ar fi posibil după producția la scară mare.

Rezervele specialiștilor

Rezultatele vin din laborator, iar estimarea de cost rămâne o proiecție, nu o valoare demonstrată. Comparațiile de energie cer prudență. O analiză a MIT Energy Initiative arată că majoritatea proceselor propuse pentru captarea directă din aer necesită cel puțin 1,2 MWh pe tonă, dacă se include și comprimarea CO2 pentru transport și stocare. Din sursele consultate nu reiese dacă valoarea de 0,8 MWh include această etapă.

Aceeași analiză avertizează că estimările între 100 și 200 de dolari pe tonă ignoră adesea costul stocării. Ea mai arată că electricitatea trebuie să fie cu emisii reduse: un proces alimentat cu energie din cărbune ar genera 1,2 tone de CO2 pentru fiecare tonă captată, deci ar crește emisiile nete.

Disponibilitatea energiei curate la momentul potrivit rămâne o provocare și în România. După cum a relatat Semnal, țara exportă surplusul de energie de la prânz și importă energie seara, când producția fotovoltaică scade.

Un domeniu în care echipa lucrează de ani buni

Grupul condus de Yushan Yan, profesor la Universitatea din Delaware, lucrează de ani buni la membrane cu schimb de hidroxid. În 2022, echipa a raportat în Nature Energy un separator electrochimic care a eliminat peste 99% din CO2 din aerul trimis într-o pilă de combustie cu membrană hidroxid, alimentată cu hidrogen, potrivit Green Car Congress.

Legătura dintre baterii, electrificare și dependența de combustibili fosili este discutată și într-un articol Semnal despre adoptarea vehiculelor electrice și expunerea Chinei la criza energetică.

Surse: stiintasitehnica.com; rezumatul lucrării Yan și Buchen; MIT Energy Initiative; Lawrence Berkeley National Laboratory; ScienceDirect. Foto ilustrativă: Chingo K / Wikimedia Commons, CC BY 4.0.

DistribuieFacebookXWhatsApp

Articole înrudite

Comentarii

Nu există comentarii la acest articol.