วิธีการ 'เพชรจากฟากฟ้า' เปลี่ยน CO2 เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่า

Stuart Licht, Ph.D. ซึ่งเป็นผู้นำทีมวิจัยของมหาวิทยาลัย George Washington กล่าวว่า " เราได้ค้นพบวิธีใช้ CO 2 ในชั้นบรรยากาศเพื่อผลิตเส้นใยนาโนคาร์บอนที่ให้ผลผลิตสูง "เส้นใยนาโนดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่อผลิตวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนที่แข็งแกร่ง เช่น ที่ใช้ในเครื่องบินโบอิ้งดรีมไลเนอร์ รวมถึงในอุปกรณ์กีฬาระดับไฮเอนด์ ใบพัดของกังหันลม และผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกมากมาย" ก่อนหน้านี้ นักวิจัยได้ทำปุ๋ยและซีเมนต์โดยไม่ปล่อย CO 2ซึ่งพวกเขารายงาน ตอนนี้ทีมงานซึ่งรวมถึง Jiawen Ren, Ph.D. และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Jessica Stuart กล่าวว่างานวิจัยของพวกเขาสามารถเปลี่ยน CO 2จากปัญหาภาวะโลกร้อนไปสู่สต็อกอาหารสำหรับการผลิตเส้นใยนาโนคาร์บอนตามความต้องการ Licht เรียกวิธีการของเขาว่า "เพชรจากฟากฟ้า" นั่นหมายถึงคาร์บอนซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ทำเพชร และยังบอกเป็นนัยถึงมูลค่าสูงของผลิตภัณฑ์ เช่น เส้นใยนาโนคาร์บอนที่สามารถทำจากคาร์บอนในชั้นบรรยากาศและออกซิเจน เนื่องจากประสิทธิภาพ กระบวนการที่ใช้พลังงานต่ำนี้จึงสามารถทำงานได้โดยใช้ไฟ ฟ้า เพียงไม่กี่โวลต์ แสงแดด และคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก ที่ราก ระบบใช้การสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้าเพื่อสร้างเส้นใยนาโน CO 2แตกตัวในอ่างอิเล็กโทรไลต์ที่อุณหภูมิสูงของคาร์บอเนตหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 1,380 องศาฟาเรนไฮต์ (750 องศาเซลเซียส) อากาศในบรรยากาศถูกเติมเข้าไปในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ เมื่อถึงจุดนั้น CO 2จะละลายเมื่อได้รับความร้อนและไฟฟ้ากระแสตรงผ่านขั้วไฟฟ้าของนิกเกิลและเหล็ก เส้นใยนาโนคาร์บอนก่อตัวขึ้นบนอิเล็กโทรดเหล็ก ซึ่งสามารถถอดออกได้ Licht กล่าว เพื่อขับเคลื่อนการสังเคราะห์ ความร้อนและไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นผ่านระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์แบบผสมผสานและมีประสิทธิภาพอย่างยิ่ง ระบบจะโฟกัสรังสีดวงอาทิตย์ไปที่เซลล์แสงอาทิตย์แบบโซลาร์เซลล์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และระบบที่สองเพื่อสร้างความร้อนและพลังงานความร้อน ซึ่งจะเพิ่มอุณหภูมิของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ Licht ประมาณการต้นทุนพลังงานไฟฟ้าของ "กระบวนการไฟฟ้าเคมีความร้อนจากแสงอาทิตย์" นี้ว่าอยู่ที่ประมาณ 1,000 ดอลลาร์ต่อตันของผลิตภัณฑ์เส้นใยนาโนคาร์บอน ซึ่งหมายความว่าค่าใช้จ่ายในการเดินระบบน้อยกว่ามูลค่าผลผลิตหลายร้อยเท่า "เราคำนวณว่าด้วยพื้นที่ทางกายภาพที่มีขนาดน้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ของทะเลทรายซาฮารา กระบวนการของเราสามารถกำจัด CO 2 ได้เพียงพอ เพื่อลดระดับบรรยากาศให้เท่ากับระดับก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรมภายใน 10 ปี" เขากล่าว ในเวลานี้ ระบบกำลังอยู่ในขั้นทดลอง และความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของ Licht คือการเพิ่มขั้นตอนและสั่งสมประสบการณ์เพื่อสร้างเส้นใยนาโนที่มีขนาดสม่ำเสมอ "เรากำลังขยายขนาดอย่างรวดเร็ว" เขากล่าวเสริม "และเร็วๆ นี้น่าจะอยู่ในช่วงการผลิตเส้นใยนาโนหลายสิบกรัมต่อชั่วโมง" Licht อธิบายว่าความก้าวหน้าอย่างหนึ่งที่กลุ่มประสบความสำเร็จเมื่อไม่นานมานี้คือความสามารถในการสังเคราะห์เส้นใยคาร์บอนโดยใช้พลังงานน้อยกว่าตอนที่เริ่มพัฒนากระบวนการนี้ "การเจริญเติบโตของเส้นใยนาโนคาร์บอนสามารถเกิดขึ้นได้ที่น้อยกว่า 1 โวลต์ที่ 750 องศาเซลเซียส ซึ่งน้อยกว่า 3-5 โวลต์ที่ใช้ในการก่อตัวในอุตสาหกรรมอลูมิเนียมที่อุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียส" เขากล่าว