Австралийские инновации: как кора эвкалипта превращается в высокотехнологичные фильтры для улавливания CO2

Проблема поглощения углекислого газа остается одним из главных экологических вызовов современности. В то время как в таких странах, как Испания, распространение эвкалипта часто вызывает споры из-за его инвазивности, австралийские ученые нашли способ использовать это дерево для очистки воды, воздуха и улавливания углерода.

Исследовательская группа из Университета RMIT совершила прорыв, превратив кору эвкалипта, которая обычно считается малоценным лесным отходом, в пористый углерод. Этот материал обладает уникальной способностью задерживать загрязняющие вещества при прохождении через него потоков воды или воздуха.

Хотя технология еще не стала коммерческим продуктом, готовым к массовому внедрению, она открывает перспективы превращения избыточной биомассы в ценный ресурс для экологической фильтрации.

Технология превращения отходов в эффективные ловушки для углерода

Результаты исследования, опубликованные в научном журнале Biomass and Bioenergy, подчеркивают потенциал использования коры эвкалипта. Под руководством докторанта Паллави Саини команда RMIT смогла преобразовать кору в структуру с высокой пористостью. Благодаря микроскопическому строению материал работает как адсорбент, буквально «запирая» нежелательные молекулы в своих порах.

Пористый углерод уже давно применяется в промышленных системах очистки газов и воды. Однако австралийское решение отличается доступностью сырья и упрощенным процессом производства.

В ходе экспериментов ученые применили метод одноэтапной химической активации с использованием хлорида цинка. В отличие от многоступенчатых и сложных методов, такой подход сокращает производственные циклы и делает процесс более прямым и менее затратным.

Наиболее впечатляющим результатом стал полученный материал с удельной площадью поверхности до 2210 квадратных метров на грамм. Такая огромная внутренняя площадь при минимальном объеме — именно то, что делает угольные фильтры исключительно эффективными.

Почему эвкалипт идеально подходит для очистки воздуха и воды

По данным Университета RMIT, фильтры работают благодаря разветвленной сети микропор. При прохождении загрязненной среды через фильтр молекулы вредных веществ застревают в этих микроскопических пространствах.

Углерод, полученный из коры эвкалипта, может быть использован для различных целей:

• Очистка сточных и подземных вод;
• Промышленная фильтрация воздуха и газов;
• Прямое улавливание диоксида углерода (CO2).

В лабораторных условиях оптимизированный образец показал высокую способность к поглощению CO2: она составила 6,98 ммоль на грамм при температуре 273 К и 3,0 ммоль на грамм при 298 К. Эффективность напрямую зависит от количества пор нужного размера, которые удерживают газ внутри материала.

На данный момент проект находится на стадии лабораторных исследований. Ученые отмечают, что дальнейший успех будет зависеть от того, насколько удастся повысить долговечность материала, возможности его регенерации и масштабируемость производства.

Природные преимущества Австралии

Австралия является идеальным местом для развития этой технологии, так как на ее территории произрастает более 900 видов эвкалиптов и родственных им деревьев. Это обеспечивает постоянный приток дешевого сырья, которое остается после лесозаготовительных работ.

Использование коры не требует выделения новых земель под посадки и не вытесняет сельскохозяйственную деятельность. Более того, сейчас этот материал практически не имеет полезного применения и считается мусором.

Следующим этапом для исследователей станет изучение химических и структурных особенностей различных видов эвкалипта, чтобы выявить наиболее эффективные из них. Группа RMIT планирует проводить эту работу в сотрудничестве с коренными народами Австралии, чтобы интегрировать их глубокие экологические знания об этих деревьях в современные научные разработки.