ニューカッスル大学が率いる研究者らは、大気中の二酸化炭素を捕捉する新しい湿度駆動型膜を開発しました。これは気候変動と戦うための重要な一歩です。この膜の設計は自然の湿度を活用し、エネルギー消費を削減し、持続可能な炭素捕捉を可能にします。
一流大学のコンソーシアムによる画期的なイノベーションは、自然の湿度差を利用して、これまでにない効率と少ないエネルギー消費で空気から二酸化炭素 (CO2) を抽出し、炭素回収の分野に革命を起こすことが期待されています。このイノベーションは、気候変動を緩和する取り組みに大きく貢献するでしょう。
この新しい合成膜は、ニューカッスル大学の研究者と、ウェリントンのヴィクトリア大学、ロンドンのインペリアル・カレッジ、オックスフォード大学、ストラスクライド大学、ロンドンのユニバーシティ・カレッジの同僚たちの発案によるものである。 研究ネイチャー・エネルギー誌に掲載されたこの論文は、二酸化炭素の直接空気回収（DAC）という大きな課題に取り組んでいます。これは「世界を変える7つの化学分離に設立された地域オフィスに加えて、さらにローカルカスタマーサポートを提供できるようになります。」
「希薄分離プロセスは、2つの主な理由から、最も難しい分離です。第一に、濃度が低いため、希薄成分の除去を目的とした化学反応の速度が非常に遅いことです。第二に、希薄成分を濃縮するには多くのエネルギーが必要です」と、ニューカッスル大学の王立工学アカデミー新興技術学部長で、この研究の主任研究者であるイアン・メトカーフ氏は述べた。 ニュースリリース.
この革新的な膜は、自然に発生する湿度の差を駆動力として利用することで、これらのプロセスに通常伴う膨大なエネルギー需要を克服します。さらに、水の存在により膜を介した CO2 の輸送が加速され、運動学的課題に取り組みます。
「直接空気回収は、将来のエネルギーシステムの重要な要素となるでしょう。他の方法では簡単に脱炭素化できない、移動可能な分散型二酸化炭素源からの排出物を回収するために必要となるでしょう」と、ニューカッスル大学工学部の王立工学アカデミーフェロー、グレッグ・A・マッチ氏は付け加えた。
マッチ氏はこのプロセスを、水を下流に運ぶことで空気中の二酸化炭素を吸い出す製粉所の水車に例えた。
この膜は、湿度条件が変化する状況で有望な結果を示しており、出力側の湿度が高い場合、CO2 を自発的に出力ストリームに送り込む。X 線マイクロ コンピューター断層撮影などの高度な技術を使用して、膜の構造を正確に特徴付けた。分子レベルでは、密度汎関数理論計算により、CO2 と水の両方を輸送する膜内の独自の「キャリア」が特定され、それらの効率的な放出と捕捉が保証されている。
メトカーフ氏がニュースリリースで「数年にわたる真のチームワーク」と表現したこの取り組みは、現代の科学の躍進の共同作業の性質を浮き彫りにしています。この研究は、英国王立工学アカデミーと工学・物理科学研究評議会から多大な支援を受けており、地球規模の課題に取り組む上での学際的な協力の重要性を改めて強調しています。
この画期的な成果の影響は、研究室をはるかに超えています。世界が循環型経済へと向かう中、このような直接空気回収技術は、脱炭素化が難しい排出源からの排出物を回収する上で重要な役割を果たすでしょう。このイノベーションは、パリ協定で定められた 1.5 ℃ 目標などの気候目標をサポートするだけでなく、カーボン ニュートラル、さらにはカーボン ネガティブな炭化水素製品を生成する持続可能な方法も提供します。
研究者たちの先駆的な研究は、よりエネルギー効率が高く、拡張可能な炭素回収ソリューションへの道を開き、気候変動との戦いに希望の光をもたらしている。