Ученые из Университета Макмастера и Университета Торонто при поддержке инициативы "Углерод в море" ("Carbon to Sea") разработали перспективную электрохимическую технологию для борьбы с закислением океана и удаления углекислого газа из атмосферы. Это изобретение может смягчить катастрофические последствия глобального потепления. Разработка особенно актуальна в свете роста выбросов CO2 за последние шестьдесят лет.
Закисление океана
Рост выбросов повлек за собой повышение кислотности океана на 30%. По сути, это глобально меняет химический состав морской воды во всем мире. Резкое изменение кислотности ставит под серьезную угрозу морскую жизнь и экосистемы, особенно коралловые рифы.
Согласно статье авторов исследования в The Conversation, только 45% выбросов CO2 остаются в атмосфере. Остальное поглощается двумя циклами: биологическим (растения и почва) - 25% и водным (океаны) - 30%.
Для решения проблемы ученые исследовали различные методы, в том числе повышение щелочности океана. Эта инновация направлена на восстановление баланса pH океана и одновременное поглощение избытка CO2 из атмосферы.
Но традиционный подход - прямое добавление щелочных минералов в океан - сталкивается с трудностями из-за масштабов проекта. По оценкам, для достижения целей МГЭИК потребовалось бы количество щелочного вещества, сопоставимое по массе с восемью тысячами небоскребов.
Электрохимический метод
Альтернативой является электрохимический метод - электродиализ с биполярной мембраной (ЭДБМ). Он удаляет кислотность морской воды без добавления дополнительных веществ. Работая на основе декарбонизированной энергии, этот метод предлагает простой, модульный и потенциально экономичный способ удаления CO2.
В 2015 году в сотрудничестве с исследовательскими центрами Palo Alto и X Development была протестирована маломасштабная система ЭДБМ. Результаты оказались обнадеживающими, особенно в сочетании с существующими объектами, такими как опреснительные установки.
Несмотря на первоначальный успех, широкому внедрению технологии ЭДБМ препятствуют некоторые препятствия. Во-первых, это высокая стоимость и ограниченный срок службы специализированных мембран. Однако текущие исследования направлены на преодоление этих проблем. Планируется создать масштабируемые ультратонкие мембраны для эффективного удаления кислотности с одновременным снижением производственных и эксплуатационных затрат.
Несколько стартапов, включая Ebb Carbon, SeaO2 и Vesta, также занимаются удалением углекислого газа из океана с помощью ЭДБМ. Интерес предпринимателей к таким проектам высок.
В целом, внедрение решений по удалению углекислого газа из океана потребует масштабной поддержки со стороны различных заинтересованных сторон, включая государственные органы, промышленность, некоммерческие организации и венчурных инвесторов.
