Hiilidioksidipäästöt hyötykäyttöön

Ryhmä tiedemiehiä on kehitellyt tavan tehdä sähköautoja, jotka eivät ole ainoastaan hiilineutraaleja vaan suorastaan vähentävät ilmakehän hiilidioksidia.

Vanderbilt yliopiston johdolla vedetyn tutkimuksen ajatus on, että sähköautojen akkujen grafiittielektrodit korvataan hiilimateriaalilla, joka otetaan talteen ilmakehästä. 

Tutkijatiimi otti käyttöön aurinkoenergialla toimivan prosessin joka muuntaa hiilidioksidia hiilinanoputkiksi. Näitä nanoputkia voidaan sisällyttää sekä sähköautojen että edullisempiin sähköverkkoihin suunniteltuihin akkuihin.

Hanke perustuu aiemmin kehitettyyn aurinkolämpö sähkökemialliseen prosessiin (STEP), joka voi luoda hiilinanokuituja ympäristönsä hiilidioksidista. STEP tuottaa sekä sähkö- että lämpöenergiaa, joita tarvitaan erottelemaan hiilidioksidista hiiltä ja happea ja tuottamaan hiilinanoputkia.

Yhteistyötutkimus osoittaa, että prosessissa tuotettuja moniseinäisiä hiilinanoputkia voi käyttää positiivisina elektrodeina sekä litium-ioni että natrium-ioni-akuissa. Litium-ioni-akuissa nanoputket korvaavat hiilianodit, joita käytetään kaupallisissa akuissa.

Hiilinanoputket antoivat jopa pienen lisäarvon suorituskykyyn. Natrium-ioni-akuille saatiin jopa 3,5 kertaa parempi varauskyky kuin grafiittielektrodisilla natrium-ioni-akuilla.

Tutkijat arvioivat, että jopa 40 prosenttia akusta voitaisiin tehdä kierrätetystä CO2:sta ja akkumateriaalina kierrätyshiili olisi kuusi kertaa arvokkaampaa kuin CO2 metanoliksi muunnettuna. Lisäksi arvo vain kasvaa, kun siirrytään suurista sähköautojen akuista elektroniikan pienempiin akkuihin. 

Lisäksi tutkijat ehdottavat, että STEP-prosessi voitaisiin kytkeä maakaasutoimiseen sähkön tuotantoon. Se tuottaa sähköä, lämpöä ja toimii keskitettynä hiilidioksidin lähteenä, joka parantaa STEP-prosessin suorituskykyä.

Samalla, prosessista vapautuva happi voitaisiin johtaa takaisin palamista tehostamaan kompensoimaan STEP-prosessin kuluttamaa sähkön käyttöä. Lopputuloksena voisi olla fossiilisten polttoaineiden sähkövoimalaitos, jolla on olemattomat CO2-päästöt.

Aiheesta aiemmin:

Uutta puhtia vetytaloudelle