Нанофибровый фильтр улавливает CO2 в зданиях ^{CEFR B2}

Новую технологию описали в Science Advances: фильтр на основе углеродных нанофибр с полиэтиленимином, рассчитанный на прямой захват CO2 в помещениях и на установку в существующие системы вентиляции наподобие современных HEPA‑фильтров. Первый автор работы, Ронгхуй Ву, работал в лаборатории По‑Чун Хсу при Школе молекулярной инженерии Притцкера Университета Чикаго и сейчас является ассистент‑профессором в Наньянском технологическом университете.

Анализ жизненного цикла показал, что фильтр более чем на 92% эффективен в удалении углекислого газа с учётом выбросов при производстве, транспортировке, обслуживании и утилизации. Команда специально спроектировала материал так, чтобы суммарно он удалял больше CO2, чем добавлял в атмосферу в ходе своего жизненного цикла. Исследователи проверяли идею переоборудования зданий с помощью экспериментов и расчётов как часть стратегии декарбонизации.

По расчётам авторов, замена всех фильтров в системах вентиляции зданий на эту модель может удалить до 596 мегатонн CO2, что авторы оценивают как эквивалент вывода с дорог 130 миллионов автомобилей на один год. На бытовом уровне замена обычных фильтров может снизить расходы на энергию: одно исследование 2024 года показало экономию до примерно 21,6%.

Фильтры улавливают CO2 внутри помещений, поэтому уменьшается необходимость подачи наружного воздуха для контроля концентраций. В результате сокращается объём воздуха, который нужно нагревать или охлаждать, и падает потребление систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Насыщённые фильтры предлагается собирать по муниципальным схемам и отправлять на централизованные предприятия, где CO2 растворяли бы или концентрировали для хранения либо превращения в химикаты или топливо. Материал хорошо поглощает солнечную энергию, поэтому CO2 можно освобождать с помощью солнечных тепловых методов. Хсу подчёркивает, что регенерация должна осуществляться с использованием возобновляемой энергии, поскольку нагрев ископаемым топливом может привести к выбросам, превышающим эффект фильтра. Низкие уровни CO2 в помещениях также улучшают качество воздуха в классах и офисах и помогают людям оставаться бодрее и здоровее.