Novi materijal zasnovan na biomasi koji su razvili istraživači FAMU-FSU College of Engineering može se koristiti za stalno hvatanje i oslobađanje ugljen-dioksida.
Materijal je prvenstveno napravljen od lignina, organskog molekula koji je glavna komponenta drveta i drugih biljaka, a može da preuzme ugljen-dioksid (CO 2 ) iz koncentrisanih izvora ili direktno iz vazduha. Istraživanje se pojavljuje u časopisu Napredni materijali.
„Lepota ovog rada je u mogućnosti da se precizno kontroliše hvatanje i oslobađanje CO 2 bez visokog pritiska ili ekstremnih temperatura“, rekao je koautor studije Hojong Čung, vanredni profesor na FAMU-FSU College of Engineering. „Naše testiranje je pokazalo da je struktura ovog materijala ostala ista čak i nakon višestruke upotrebe, što ga čini obećavajućim alatom za ublažavanje emisija ugljenika.
U prethodnim istraživanjima, Chungov tim je razvio polimer na bazi lignina i CO 2 koji je predstavljao potencijalnu alternativu tradicionalnoj plastici na bazi nafte. Ovaj rad nastavlja to istraživanje, pokazujući mogućnost da se proces obrne i da se materijal ponovo koristi za apsorpciju CO 2 u budućnosti.
Pošto se nalazi u biljkama, lignin je u izobilju i jeftin, a često se bere kao nusproizvod prerade drveta. Naučnici rade na pronalaženju novih načina za korišćenje ovog prirodnog resursa.
Jedan gram materijala koji je razvio Chungov tim je uhvatio 47 miligrama—oko 5% težine originalnog materijala—CO 2 iz koncentrovanog izvora i 26 miligrama iz izlaganja okolnom vazduhu. Apsorbovani CO 2 se može trajno izdvojiti, ili se može osloboditi za upotrebu u različitim primenama, kao što su proizvodnja, poljoprivreda i druge.
Istraživači su bili iznenađeni mehanizmom oslobađanja. Dok su koristili spektroskopiju nuklearne magnetne rezonance za analizu uzorka, videli su da se mehurići pojavljuju kada se uzorak zagreva.
„To je izazvalo našu radoznalost“, rekao je Chung. „Šta se ovde dešava? Zašto vidimo ove male mehuriće svaki put kada pokušamo da analiziramo ovaj polimer?“
Dalja istraga je otkrila da je toplota uzrokovala da materijal oslobađa CO 2 . Istraživači su istraživali reakciju i otkrili da su kontrolisanjem toplote primenjene na uzorak mogli da kontrolišu količinu oslobođenog CO 2. Takođe su pokazali mogućnost korišćenja tog uhvaćenog gasa u drugim reakcijama.
Potrebne su samo temperature od oko 60 stepeni Celzijusa pri normalnom atmosferskom pritisku da bi se oslobodio CO 2 , što znači da visoke temperature i pritisci nisu neophodni za proces ponovne upotrebe. Ova temperatura oslobađanja CO 2 može se povećati ili smanjiti za različite primene.
„Ovo je kao sunđer za CO 2 , upija ga, oslobađa ga i suši da bi mogao da uhvati više“, rekao je Čung. „Fascinantno je videti šta je moguće sa ovim materijalom.
Postdoktorski istraživač Arijit Ghorai bio je glavni autor studije.
