Докторант Насер Хазени (Nasser Khazeni) из Университета штата Нью-Мексико (NMSU), специалист в области химического машиностроения, разработал и получил предварительный патент на технологию, которая предназначена для захвата углекислого газа из атмосферы. Возможно, что её применение может снизить влияние парниковых газов на климат планеты.
При поддержке преподавателей NMSU Аббаса Гассеми (Abbas Ghassemi), Резы Фудази (Reza Foudazi) и Джалала Рестеджери (Jalal Rastegary) Хазени разработал материал, который способен поглощать углекислый газ с большей эффективностью, чем при использовании какой-либо из широко применяемых для этой цели технологий.
Юрист по вопросам лицензирования Тереза Ломбард помогла Хазени получить предварительный патент. Она считает, что новая технология очень перспективна и радикально изменит ситуацию с выбросом диоксида углерода в атмосферу.
По данным национального министерства энергетики, только в 2013 году в США в атмосферу выброшено более 3 180 000 000 тонн углекислого газа, две трети которого — побочный эффект работы электростанций. При этом от 20 до 30 процентов энергии электростанции расходуется на улавливание углекислого газа, тонна которого обходится в 70 долларов.
«Это дорого и оказывает негативное воздействие на окружающую среду, — говорит Ломбард. — Новая технология является решением обеих этих проблем».
Технология Хазени предполагает возможность выделения из продуктов сгорания диоксида углерода в таком виде, что он может легко храниться, перевозиться и использоваться в промышленности.
Распространённым методом захвата диоксида углерода является пропускание продуктов сгорания через жидкость с активными химическими реагентами. Выделение газа из жидкости для хранения или использования является очень дорогостоящим и неэффективным процессом.
Другой способ — адсорбция — двуокись углерода физически удерживается в микропористой, губчатой структуре твёрдого материала. При таком способе освобождение диоксида углерода гораздо более экономически и энергетически эффективно.
Хазени занялся разработкой твёрдых адсорбентов. Его материал представляет собой гибрид металла и органического вещества — цеолитную имидазолятную каркасную структуру (англ. Zeolitic imidazolate frameworks, ZIFs). Исследователи из США в 2012 году уже сообщали о том, что именно металлоорганический каркас позволяет сохранять рекордное количество газа.
Хазени синтезировал новый подкласс ZIFs, который включает в себя кольцевую карбонильную группу в органической структуре, что увеличило химическую и термическую стойкость материала и сделало его более «избирательным», пригодным для адсорбции диоксида углерода. Моделирование свойств материала Хазени показывает, что новая структура позволяет собирать в 100 раз больше углекислого газа, чем ранее известные, другие же газы захватываются в прежнем объёме. Это позволяет очищать газовые смеси, не задерживая азот и водород.
Получение патента является первым шагом в продвижении новой технологии. В успехе изобретения заинтересован не только сам химик, который может получить половину патентных отчислений, но и Университет штата Нью-Мексико, которому причитается вторая половина дохода от патента. Такие доходы позволяют университету содержать научные лаборатории и проводить исследования.
