Nowy filtr powietrza zamienia otwory wentylacyjne budynków w pasywne urządzenia do wychwytywania dwutlenku węgla

– Naukowcy opracowali nowy filtr powietrza wykorzystujący nanowłókna węglowe, które mogą wychwytywać dwutlenek węgla bezpośrednio z systemów wentylacyjnych budynków.

– Filtr można zregenerować przy użyciu metod niskoenergetycznych, takich jak światło słoneczne lub krótki impuls elektryczny, uwalniając CO2 do przechowywania lub ponownego wykorzystania.

– Badania wskazują, że technologia może osiągnąć skuteczność usuwania dwutlenku węgla netto na poziomie 92,1 procent i kosztować od 209 do 668 USD za tonę wychwyconego CO2.

– Powszechne zastosowanie w budynkach na całym świecie może potencjalnie usunąć z atmosfery nawet 596 milionów ton CO2 rocznie.

– Podejście to stanowi rozproszoną alternatywę dla dużych, scentralizowanych zakładów wychwytywania dwutlenku węgla, potencjalnie integrując usuwanie dwutlenku węgla z istniejącą infrastrukturą miejską.

Ponieważ organizacje międzynarodowe nadal naciskają na szybką dekarbonizację światowej gospodarki, zespół naukowców zaprezentował nowatorski filtr powietrza przeznaczony do wbudowania w systemy wentylacyjne budynków, pasywnie wychwytując dwutlenek węgla z atmosfery. Badania, których wyniki opublikowano 17 października w czasopiśmie Science Advances, proponują przejście od ogromnych, scentralizowanych urządzeń do wychwytywania dwutlenku węgla na rzecz rozproszonej sieci budynków pochłaniających dwutlenek węgla. Ta innowacja pojawia się w trakcie nieustającej debaty na temat roli technologicznego usuwania dwutlenku węgla w porównaniu z redukcją emisji u źródła, a także w momencie, gdy globalny poziom dwutlenku węgla przekroczył 420 części na milion – stężenie niewidziane na Ziemi od milionów lat. Filtr, opracowany przy użyciu nanowłókien węglowych, stanowi potencjalne nowe narzędzie dla miast i korporacji, które chcą zmniejszyć swój ślad środowiskowy poprzez infrastrukturę.

Mechanika przechwytywania rozproszonego

Główna innowacja tkwi w materiale, z którego wykonany jest filtr i jego niskoenergetycznym procesie regeneracji. Filtr składa się z sieci nanowłókien węglowych pokrytych polimerem zwanym polietylenimą. Ta kombinacja działa jak wysoce selektywna gąbka, wychwytując cząsteczki CO2 z powietrza, które przechodzi przez standardowy system ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) budynku. W przeciwieństwie do przemysłowych instalacji bezpośredniego wychwytywania z powietrza (DAC), które wymagają znacznej energii do podgrzania sorbentów chemicznych do wysokich temperatur, filtr ten może być czyszczony i ponownie używany przy minimalnej mocy. Naukowcy wykazali, że wystarczy podgrzać filtr do 80 °C za pomocą światła słonecznego lub przyłożyć prąd elektryczny o niskim napięciu przez jedną lub dwie sekundy, aby uwolnić wychwycony dwutlenek węgla w postaci czystego, skoncentrowanego strumienia. Strumień ten może być następnie zbierany w celu trwałego składowania pod ziemią lub potencjalnie ponownie wykorzystany w procesach przemysłowych.

Ocena efektywności i opłacalności ekonomicznej

Zespół badawczy poddał technologię rygorystycznej analizie, aby ocenić jej rzeczywisty potencjał. Ocena cyklu życia, która oblicza wpływ na środowisko od produkcji do utylizacji, wykazała, że proces ten jest niezwykle czysty. Po regeneracji przy użyciu ciepła słonecznego system osiągnął wydajność usuwania dwutlenku węgla netto na poziomie 92,1 procent, co oznacza, że na każde 100 wychwytywanych jednostek CO2 jego własna działalność i produkcja skutkują mniej niż 8 jednostkami emisji. W towarzyszącej analizie techniczno-ekonomicznej oszacowano, że koszt wychwytywania i składowania jednej tony CO2 przy użyciu tej metody wynosi od 209 do 668 USD. Ten przedział cenowy jest konkurencyjny w stosunku do dolnego końca obecnych, większych technologii DAC i może stać się bardziej przystępny cenowo dzięki zachętom rządowym i ekonomii skali w produkcji.

Zmieniająca się strategia klimatyczna

Dążenie do technologicznego wychwytywania dwutlenku węgla ma złożoną historię, często spotykającą się ze sceptycyzmem ze strony tych, którzy twierdzą, że odwraca to uwagę od podstawowej pracy polegającej na wyeliminowaniu wykorzystania paliw kopalnych. Od dziesięcioleci działania na rzecz klimatu koncentrują się przede wszystkim na ograniczaniu emisji u ich źródła. Jednak w związku z tym, że pomimo porozumień międzynarodowych światowe emisje nadal rosną, w głównych ocenach naukowych, w tym w ocenach Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC), coraz częściej przyznano, że osiągnięcie ambitnych celów klimatycznych będzie wymagało aktywnego usuwania miliardów ton historycznego CO2 z atmosfery. Stało się to bodźcem do wyścigu w poszukiwaniu skalowalnych i przystępnych cenowo metod usuwania dwutlenku węgla, wykraczających poza modele teoretyczne i wkraczających w namacalną inżynierię. Ta nowa technologia filtrów wpisuje się w tę rozwijającą się strategię, proponując wykorzystanie istniejącego na świecie środowiska budowlanego – sieci miliardów systemów wentylacyjnych – jako nowego frontu w wysiłkach na rzecz usuwania dwutlenku węgla.

Potencjał i przeszkody praktyczne

Autorzy badania przewidują, że jeśli ich technologia filtrów zostanie powszechnie przyjęta, może usunąć do 596 milionów ton CO2 rocznie na całym świecie, co odpowiada około dwóm procentom obecnych rocznych emisji. Jest to znacząca liczba, sugerująca, że budynki codziennego użytku mogą zostać przekształcone z pasywnych odbiorców energii w aktywne komponenty łagodzenia zmiany klimatu. Droga od prototypu laboratoryjnego do globalnego wdrożenia nie jest jednak pozbawiona przeszkód. Zwiększenie skali produkcji specjalistycznych nanowłókien węglowych w celu zaspokojenia potencjalnego popytu stanowi wyzwanie produkcyjne. Ponadto ustanowienie logistyki zbierania wychwyconego CO2 z niezliczonych pojedynczych budynków i transportu go do miejsc sekwestracji wymagałoby rozwoju zupełnie nowych łańcuchów dostaw i infrastruktury. Długotrwała trwałość filtrów i rzeczywista wydajność w różnych warunkach klimatycznych również wymagają dalszej walidacji.

Przyrostowe narzędzie do rozwiązywania złożonych wyzwań

Opracowanie tego filtra powietrza wychwytującego dwutlenek węgla podkreśla stopniową, ale zauważalną zmianę w krajobrazie technologii klimatycznych w kierunku rozproszonych, wielofunkcyjnych rozwiązań. Nie proponuje jednego złotego środka na kryzys klimatyczny, ale raczej skalowalne i elastyczne narzędzie, które można by wdrożyć w tkance miejskiej. Integrując usuwanie dwutlenku węgla z infrastrukturą współczesnego życia, technologia oferuje wizję przyszłości, w której łagodzenie zmian klimatu nie jest oddzielone od codziennych działań, ale jest w nie wpisane. Chociaż pozostają kwestie skali i logistyki, innowacja stanowi namacalny przykład tego, w jaki sposób niskoenergetyczne technologie nadające się do modernizacji mogą uzupełnić szersze wysiłki na rzecz zarządzania emisją dwutlenku węgla w atmosferze, oferując pragmatyczne, choć stopniowe, uzupełnienie portfolio odpowiedzi na jedno z najbardziej złożonych wyzwań tego stulecia.

Źródła tego artykułu obejmują:

Źródło: https://www.naturalnews.com/2025-10-22-new-air-filter-building-vents-carbon-capture.html