Ученые получили твердый углерод для аккумуляторов из выброшенного в атмосферу КО2

Международная команда ученых впервые в реальном времени смогла проследить за процессом превращения углекислого газа, являющегося промышленным отходом, в твердый углерод. Данное научное исследование, проведенное специалистами Калифорнийского университета, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Эстонского национального института химической физики и биофизики, в будущем может позволить значительно удешевить производство тяговых батарей для электромобилей. Об этом сообщает Иксбт.ком, сообщает .

По данным Иксбт.ком, эта инновационная технология основана на процессе электролиза с использованием расплавленных солей. Когда через нагретую соляную смесь температурой около 500 °К пропускается электрический ток, молекулы углекислого газа теряют атомы кислорода, в результате чего оставшийся углерод оседает на катоде в твердой форме.

Технические сложности и новое решение

Специалисты отмечают, что до этого ученые могли лишь догадываться о том, что происходит внутри реактора. Из-за того, что расплавленная соль при температуре около 500 °К быстро выводит из строя стандартные оптические приборы, прямое наблюдение за процессом было практически невозможным. Для решения этой проблемы исследователи создали специальную реакционную камеру.

Оснащенное термостойкими линзами устройство впервые в истории позволило наблюдать за реакцией именно в реальном времени. Проведенный эксперимент показал, что процесс превращения КО2 происходит не мгновенно, а в два этапа: сначала образуется промежуточное химическое соединение, и только после этого начинает формироваться твердый углерод.

Синтетический графит и перспективы будущего

В ходе исследования ученые выяснили, что, изменяя состав раствора и материалы электродов, можно управлять внутренней структурой образующегося углерода. Это открывает огромные перспективы в производстве синтетического графита — одного из основных материалов для литий-ионных аккумуляторов.

Для таких батарей критически важна правильная кристаллическая структура графита, так как именно этот фактор обеспечивает быстрое движение ионов лития и напрямую влияет на эффективность аккумулятора. Ожидается, что в будущем данная технология решит сразу две важные задачи: улавливание промышленных отходов и превращение их в ценное сырье для батарей электрокаров и систем хранения энергии.

Однако специалисты напоминают, что до внедрения в промышленном масштабе еще далеко. На данном этапе процесс требует постоянной температуры около 500 °К. Для масштабирования технологии инженерам потребуется оптимизировать состав расплавленных солей, подобрать более эффективные материалы электродов, снизить энергопотребление и обеспечить равномерное распределение тепла и электрического тока в крупных реакторах.