Uklanjanje ugljikovog dioksida iz atmosfere dio je borbe protiv klimatskih promjena, ali problem je što se kemikalije koje najbolje izvlače CO2 iz zraka previše se čvrsto vežu za njega, otežavajući njegovo kasnije oslobađanje. S druge strane, spojevi koji lako otpuštaju CO2 nisu učinkoviti u njegovom početnom hvatanju. I što sad?

Istraživački tim s MIT-a tvrdi da ima rješenje. Dodavanjem međukoraka nanofiltracije u procesu hvatanja ugljika, uspjeli su povećati učinkovitost šest puta, istovremeno smanjujući troškove za najmanje 20 posto.

Tradicionalni sustavi koriste hidroksid, koji reagira s ugljikovim dioksidom iz zraka stvarajući karbonat. Taj karbonat se zatim šalje u elektrokemijsku ćeliju gdje reagira s kiselinom, pretvarajući se u vodu i oslobađajući čisti CO2.

Problem je što se obje faze - hvatanje i oslobađanje - odvijaju u istoj tekućini. Faza hvatanja najbolje funkcionira u tekućini punoj hidroksidnih iona, dok faza oslobađanja zahtijeva tekućinu koja sadrži uglavnom karbonatne ione.

Rješenje istraživača bilo je razdvojiti dva dijela sustava i uvesti treći dio između njih. Nakon što se hidroksid u prvom koraku većinom pretvori u karbonat, nanofiltracijske membrane odvajaju ione u otopini na temelju njihovog naboja. Karbonatni ioni imaju naboj 2, dok hidroksidni ioni imaju naboj 1.

Nakon odvajanja, hidroksidni ioni vraćaju se na stranu apsorpcije sustava, dok se karbonati šalju dalje u fazu elektrokemijskog oslobađanja. Na taj način oba kraja sustava mogu raditi u svojim učinkovitijim rasponima.

Testiranja su pokazala da ovakva nanofiltracija može odvojiti karbonat od hidroksidne otopine s učinkovitošću od oko 95 posto. Ekonomska analiza pokazala je da trenutni sustavi koštaju najmanje 600 dolara po toni uhvaćenog ugljikovog dioksida, dok s dodanom nanofiltracijom taj trošak pada na oko 450 dolara po toni.

(Usput, ovo je također skupo – trenutno je na tržištu cijena tone nafte oko 470 dolara, a iz tone sagorene nafte se emMITitira 3,1 tona CO², s tim da ovo varira ovisno o derivatu koji se sagorijeva – za benzine to je 2,3 tone CO² na tonu goriva, zemni plin daje 2,75 tona, a dizel 2,7 tona po toni sagorenog goriva.)

Istraživači kažu da se ovaj pristup može primijeniti ne samo na sustave za izravno hvatanje iz zraka, već i na sustave na izvoru emisija ili na pretvaranje uhvaćenog ugljikovog dioksida u korisne proizvode poput goriva ili kemijskih sirovina.

Smatraju da bi tehnologija postala ekonomski opravdana ako bi se troškovi mogli smanjiti na oko 200 dolara po toni.