Sekwestrować jak jeżowiec

Jeżowce posługują się niklem, by pozyskać dwutlenek węgla z morza i wbudować go w pancerz. Ich umiejętności można wykorzystać jako model skutecznej sekwestracji CO₂ (CCS z ang. Carbon Capture and Storage).

Jak ujawnia dr Lidija Šiller z Newcastle University, do odkrycia doszło przez przypadek. Chcieliśmy ze szczegółami zrozumieć proces powstawania kwasu węglowego przez uwodnienie CO₂ i potrzebowaliśmy katalizatora, który przyspieszyłby reakcję. W tym samym czasie sprawdzałam, jak rozbudowując/przebudowując szkielet, organizmy absorbują CO₂ i przyglądałam się jeżowcowi przekształcającemu CO₂ w węglan wapnia. Gdy analizowaliśmy [...] larwy jeżowca, odkryliśmy wysokie stężenie niklu w egzoszkielecie. Przeprowadzając test kwasu węglowego, posłużyliśmy się nanocząstkami niklu [NiNPs], które mają duże pole powierzchni i stwierdziliśmy, że dwutlenek węgla został całkowicie usunięty. Odwracalne uwodnienie przeprowadzano w temperaturze pokojowej i przy normalnym ciśnieniu.

Wtryskiwanie gazu pod ziemię jest kosztowne i trudne. Poza tym CO₂ może "uciekać", czasem wiele kilometrów od pierwotnego miejsca składowania. Alternatywne podejście to przekształcanie CO₂ w węglan wapnia lub magnezu. Jednym ze sposobów jest posłużenie się anhydrazą węglanową. Niestety, w środowisku kwasowym enzym pozostaje nieaktywny, a ponieważ jednym z produktów reakcji jest kwas węglowy, oznacza to, że białko sprawdza się przez krótki czas, a sam proces staje się kosztowny - wyjaśnia doktorant Gaurav Bhaduri.

Aktywność katalityczna NiNPs jest niezależna od pH. Co więcej, właściwości magnetyczne i nierozpuszczalność w wodzie ułatwiają wychwyt nanocząstek i ponowne wykorzystanie. Nikiel jest bardzo tani - 1000-krotnie tańszy od enzymu, a węglany nie szkodzą środowisku.

Proces opracowany przez zespół z Newcastle University polega na wychwytywaniu CO₂ u szczytu komina i przepuszczaniu go przez kolumnę wody z nanocząstkami niklu. Na dole odzyskuje się węglan wapnia. Naukowcy przyznają, że metoda nie będzie się sprawdzać w każdych warunkach. Mogą ją wdrożyć zakłady produkcyjne, ale już nie producenci czy użytkownicy samochodów. Tak czy siak proces został opatentowany, a Brytyjczycy szukają inwestora.

Autorzy raportu z Catalysis Science and Technology podkreślają, że odwracalne uwodnienie CO₂ do kwasu węglowego to etap ograniczający tempo mineralizacji dwutlenku węgla. Wzorowanie się na jeżowcach i zastosowanie NiNPs rozwiązuje ten problem...

jeżowce nanocząstki niklu mineralizacja CO2 sekwestracja CO2 uwodnienie dwutlenek węgla dr Lidija Šiller Gaurav Bhaduri