A Föld egyik legősibb és legegyszerűbb anyaga, az agyag, most új szerepben tűnik fel a globális klímaváltozás elleni küzdelemben. A Purdue Egyetem és a Sandia National Laboratories kutatói olyan módszert dolgoztak ki, amely révén ez a természetes nanoanyag képes lehet közvetlenül megkötni a szén-dioxidot a levegőből.
Agyag a levegőben lévő szén-dioxid ellen
A kutatók új megközelítése forradalmasíthatja a szén-dioxid-csökkentési technológiákat. Míg eddig főként drága, bonyolult szintetikus anyagokkal próbálták megoldani a légkör CO₂-tartalmának csökkentését, most úgy tűnik, a megoldás már eddig is ott volt a lábunk alatt.
A Purdue Egyetem csapata már több mint három évtizede kutatja az agyagásványokat. Legújabb tanulmányuk – amely 2024-ben K+F 100 díjat is kapott – bebizonyította, hogy bizonyos agyagtípusok, különösen a szmektitek, hatékonyan képesek megkötni a szén-dioxidot a légkörből.
Nanoanyag, óriási felület
Cliff Johnston, a kutatás vezetője elmondta, hogy az agyagásványok rendkívül nagy felülettel rendelkeznek. Egy evőkanálnyi agyag felülete nagyjából akkora, mint egy teljes amerikai futballpálya. Ez a hatalmas felület lehetővé teszi, hogy az apró pórusok belsejében poláris és apoláris zónák alakuljanak ki, amelyek különböző molekulákat vonzanak.
Mindez különösen előnyös, mivel a szén-dioxid a nem poláris zónákhoz vonzódik, míg a vízgőz inkább a poláris régiókat részesíti előnyben. Ez a tulajdonság lehetővé teszi az agyag szelektív szén-dioxid-megkötését.
A szmektitek ereje
A kutatás középpontjában a szaponit állt, egy gyakori szmektit típus. A tudósok azt vizsgálták, hogyan hat a páratartalom az agyag szén-dioxid-elnyelő képességére. Meglepő módon a szaponit alacsony páratartalom mellett különösen hatékonyan köti meg a CO₂-t – még szobahőmérsékleten és normál légköri koncentráción is.
Ez az első alkalom, hogy tudósok kimutatták, hogy egy agyagásvány ilyen körülmények között képes egyszerre elnyelni a szén-dioxidot és a vízgőzt. Mindezt fejlett spektroszkópiai és gravimetriás technikákkal támasztották alá.
Korábbi sikerek, új irányok
A kutatók már korábban is sikeresen alkalmazták az agyagot veszélyes szerves szennyező anyagok, például dioxinok megkötésére. Ezek az anyagok ipari égési folyamatok során keletkeznek, és erősen mérgezőek. A kutatók bíznak abban, hogy az agyagban rejlő lehetőségeket a légköri szennyezések kezelésére is alkalmazhatják.
Egyszerű, olcsó és hatékony
Míg más technológiák – mint a zeolitok vagy amin-alapú szorbensek – hatékonyak, de költségesek és nehezen skálázhatók, addig az agyag mindenhol elérhető, természetes és olcsó. Ez különösen fontos lehet a világ azon részein, ahol a klímavédelmi erőfeszítések forráshiányba ütköznek.
Johnston professzor szerint a felfedezés komoly hatással lehet a jövő szén-dioxid-eltávolító technológiáira. Az ipari kibocsátások csökkentése mellett a módszer alkalmas lehet a CO₂ föld alá történő biztonságos tárolására is.
Kicsi részecskék, nagy remények
A tanulmány egy újabb példája annak, hogyan találhatunk megoldást a legnagyobb problémákra a legegyszerűbb anyagokban. Egy olyan világban, amely kétségbeesetten keresi a fenntartható, költséghatékony klímavédelmi megoldásokat, az agyag lehet a szén-dioxid-megkötés alábecsült hőse.
A teljes tanulmány a The Journal of Physical Chemistry C című folyóiratban jelent meg .
Hozzászólás írása
Ajaj, nem vagy bejelentkezve! Te tudtad, hogy a fenti cikk elolvasásáért pontot kaptál volna a PlanetZ oldalán? Regisztrálj 1 perc alatt az alábbi linken, gyűjts pontot a cikkek elolvasásáért, kommentelésért és megosztásért. Legyél aktív tag és váltsd be a pontjaid értékes ajándékokra!