Vědci z Helsinské univerzity představili slibný kapalný sorbent, který efektivně zachycuje CO₂ s nízkou spotřebou energie, s cílem řešit překážky v nákladech a udržitelnosti v technologii přímého zachycování vzduchu.
Výzkumníci z Helsinské univerzity oznámili slibný nový kapalný sorbent pro přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu (DAC). Tým tvrdí, že tento sorbent kombinuje vysokou absorpci, nízkoenergetickou regeneraci a potenciál opětovného použití. To jsou vlastnosti, které by, pokud by se realizovaly ve velkém měřítku, mohly pomoci snížit náklady a energetické sankce, které pronásledují mnoho přístupů DAC.
Práce vedená postdoktorandskou výzkumnicí Zahrou Eshaghi Gorji se zaměřuje na superbázi-alkoholovou sloučeninu vzniklou z 1,5,7-triazabicyklo[4.3.0]non-6-enu (TBN) a benzylalkoholu (TBN-BA). Autoři uvádějí, že jeden gram kapalného sorbentu dokáže absorbovat asi 156 miligramů CO₂ z neupraveného okolního vzduchu a že sloučenina „nereagovala s dusíkem, kyslíkem ani jinými atmosférickými plyny“, což ji činí selektivní pro zachycování CO₂. Tým zdůrazňuje další praktickou výhodu: zachycený CO₂ lze uvolnit při mírné teplotě. Jak poznamenal The Register, sloučenina „potřebuje k uvolnění CO₂ pouhých 30 minut vystavení vzduchu o teplotě 70 °C“, což je mnohem nižší regenerační teplota než u některých sorbentů, které vyžadují velmi vysoké teplo.
Univerzita v Helsinkách ve svém vlastním popisu výzkumu tato tvrzení o výkonu odráží a zdůrazňuje recyklovatelnost a čistotu procesu zachycování CO₂. Vědci listu The Register sdělili, že po prvním cyklu zachycování a uvolňování „se absorpční kapacita snížila přibližně o 25 %, takže odhadujeme, že bylo zachyceno přibližně 75 % CO₂“ a že „po druhém cyklu je však téměř veškerý CO₂ odstraněn“. Testování opětovného použití ukázalo, že si materiál po 50 cyklech zachoval přibližně 75 % své absorpční kapacity a po 100 cyklech zhruba 50 %, což naznačuje trvanlivost, ale také zjevnou degradaci, kterou je třeba řešit pro dlouhodobé komerční využití.
Helsinská skupina výslovně uvádí, že práce zůstává v laboratorním měřítku a že přechod na průmyslové využití bude vyžadovat další vývoj. Podle The Register tým usiluje o přeměnu kapalného sorbentu na pevnou formu jeho začleněním do nosičů, jako je oxid křemičitý a oxid grafenu, protože provozní systémy DAC obvykle upřednostňují pevné sorbenty pro manipulaci a integraci do procesu. Univerzitní projekt SuperBase Solutions již pracuje na škálovatelných a ekonomických metodách výroby superbázových sloučenin s cílem urychlit výrobu, kontrolu kvality a dodržování předpisů pro průmyslové aplikace.
Nezávislý výzkum a technická literatura zdůrazňují jak potenciál, tak praktické výzvy, které se helsinský přístup snaží řešit. Technická zpráva amerického ministerstva energetiky o sorbentech s nízkou regenerační teplotou zkoumá použití katalyzovaných aminových systémů a iontových kapalin ke zlepšení kinetiky absorpce/desorpce a snížení energetických nároků a představuje koncepční návrhy procesů a předběžné ekonomické údaje, které naznačují, že katalyzované sorbenty by mohly snížit náklady na DAC, pokud by byly efektivně škálovány. Národní laboratoř Oak Ridge prozkoumala alternativní cestu, téměř kryogenní DAC s použitím fyzikálních sorbentů, jako jsou zeolit 13X a CALF-20, při teplotách nižších než je okolní teplota, a zjistila potenciál pro podstatně nižší nadbytečné náklady při kombinaci nízkoteplotního provozu a vhodných adsorbentů. Publikované studie zeolitů rovněž ukazují, že použití při nízkých teplotách může učinit levné fyzikální sorbenty konkurenceschopnými pro odstraňování CO₂ z okolního prostředí v chladných a suchých podmínkách. Jiné práce zkoumaly hybridní cesty, například spojení absorbentů s elektrochemickou regenerací za účelem uvolňování CO₂ při pokojové teplotě, čímž se vyhneme tepelně náročné desorpci.
Tyto širší studie zdůrazňují známý kompromis ve vývoji DAC: chemické sorbenty, které silně vážou CO₂ za okolních podmínek, často vyžadují vysokou energii nebo složité procesy k uvolnění plynu, zatímco fyzikální sorbenty se snáze regenerují, ale mohou vyžadovat nízké teploty nebo větší zastavěnou plochu zařízení. Helsinská sloučenina TBN-BA hledá střední cestu, chemický sorbent s relativně nízkou desorpční teplotou, ale hlášené zhoršení její životnosti a současná potřeba přeměnit kapalnou formulaci na funkční pevný sorbent jsou překážky, které musí tým překonat, aby prokázal komerční proveditelnost.
Helsinští vědci a jejich institucionální materiály také zdůrazňují netoxicitu a nízké výrobní náklady TBN-BA. Iniciativa SuperBase Solutions tvrdí, že skupina dosáhla pokroku směrem k průmyslové výrobě superbázových sloučenin, včetně úsilí o vybudování automatizovaného prototypového systému. Takový výrobní pokrok by byl důležitý, pokud by měl být pevný sorbent na bázi TBN-BA nasazen ve velkém měřítku, vzhledem k tomu, že jakýkoli smysluplný příspěvek ke zmírňování změny klimatu vyžaduje velmi velké objemy materiálu.
Průběh by mohly ovlivnit časové a zdrojové omezení. List The Register uvedl, že Eshaghi Gorji je na rodičovské dovolené do října 2026 a že přechod projektu k pilotnímu testování bude pokračovat, jakmile to kapacita týmu dovolí. Výzkumníci uznávají, že „vývoj komerčního produktu vyžaduje značný čas, finanční prostředky a úsilí“ a odmítli poskytnout přesný časový harmonogram.
Průmyslový a politický kontext zvyšuje naléhavost situace: The Register zaznamenal, že emise CO₂ z fosilních paliv dosáhly v roce 2025 rekordní úrovně, což je trend částečně způsobený rostoucí poptávkou po energii ze strany datových center a dalších energeticky náročných uživatelů. Toto pozadí pomáhá vysvětlit, proč levné a energeticky úsporné materiály pro zachycování CO₂ přitahují pozornost, i mírné snížení energie potřebné k regeneraci sorbentů nebo zlepšení životnosti zařízení může podstatně ovlivnit celkové náklady na zachycování a emise během životního cyklu zařízení DAC.
V současné době je výsledek helsinského projektu TBN-BA pokrokem v laboratorním měřítku, který do portfolia chemických postupů DAC přidává potenciálně užitečnou možnost. Podle Helsinské univerzity jsou dalšími kroky přechod na pevné sorbenty a výkonnostní zkoušky v pilotním zařízení DAC. Zda se tato sloučenina přesune z vědeckého slibu do průmyslového nástroje pro zmírňování změny klimatu, určí, zda tyto demonstrace dokáží překlenout zbývající mezery, zda bude trvanlivá v mnoha cyklech zachycování a uvolňování, zda bude praktická integrace pevných sorbentů a zda bude ověřena ekonomika ve velkém měřítku.
