Nová technologie výroby baterií může pomoci snížit obsah CO2 v atmosféře

Nový proces, využívající oxid uhličitý z okolního prostředí pro výrobu uhlíkových nanotrubic, by mohl dle jeho autorů pomoci v boji s klimatickými změnami. Získaný uhlík by měl být využit zejména pro produkci elektrod baterií pro elektromobily či velkokapacitní skladovací systémy.

Nezvyklá technologie je výsledkem spolupráce vědců z Vanderbiltské univerzity a Univerzity George Washingtona. Pro svůj projekt vědci využili proces využívající energii ze solárních zdrojů, který umožňuje výrobu uhlíkových nanotrubic, jež mohou sloužit jako materiál pro produkci lithium-iontových baterií pro elektrická vozidla a jiná zařízení či sodíkových baterií, které jsou vhodné pro velkokapacitní systémy pro skladování elektrické energie.

„Tento přístup nejen produkuje lepší baterie, ale rovněž stanovuje cenu oxidu uhličitého získaného z atmosféry, která je svázána s cenou baterií pro koncové uživatele, na rozdíl od většiny snah o využívání CO2, jež jsou zaměřeny na levná paliva, jako například metanol, která si nedokáží obhájit náklady na svou produkci,“ říká o novém konceptu jeho spoluautor Cary Pint.

Při ceně 325 amerických dolarů za kWh (průměrná cena lithium-iontových baterií v roce 2013) by dle vědců cena kilogramu CO2, jakožto materiálu pro výrobu baterií, dosáhla 18 dolarů, což je šestinásobek hodnoty CO2 při jeho přeměně v metanol.

Technologie je založena na solárním termickém elektrochemickém procesu (STEP), který umožňuje vytvářet uhlíková nanovlákna z atmosférického oxidu uhličitého. Proces STEP, využívající solární energii, poskytuje jak elektrickou, tak i tepelnou energii nezbytnou pro rozklad oxidu uhličitého na uhlík a kyslík a pro následnou výrobu uhlíkových nanotrubic, které jsou stabilní, flexibilní, vodivé a silnější než ocel.

„Naše řešení klimatických změn je dvoustranné: jednak transformuje skleníkový plyn do cenných produktů a poskytuje bezemisní alternativu dnešním průmyslovým a transportním procesům založeným na fosilních palivech. Další možné aplikace uhlíkových nanotrubic zahrnují uhlíkové kompositní materiály pro odolné a lehké konstrukční materiály, sportovní vybavení a části pro automobily či letadla.“ komentuje přínosy technologie profesor chemie Stuart Licht, spoluautor projektu.

Bezemisní plynové elektrárny

Podle autorů projektu by mohl být proces STEP spojen s výrobou elektrické energie z plynové elektrárny. Elektrárna by poskytla dostatek elektrické energie, tepla a zároveň by byla zdrojem koncertovaného oxidu uhličitého, který by zvýšil účinnost celého procesu. Kyslík získaný z rozkladu CO2 by poté mohl být využit pro zlepšení účinnosti spalování plynu, což by částečně kompenzovalo odběr elektrické energie pro účely štěpení CO2. Výsledkem by byla elektrárna spalující fosilní paliva s téměř nulovými emisemi CO2.

„Představte si svět, ve kterém nám nová elektrická vozidla nebo velké bateriové akumulační systémy umožní nejen překonat environmentální hříchy z naší minulosti, ale budou krokem směrem k udržitelné budoucnosti pro naše potomky.“

Stuart Licht

Zdroj úvodní fotografie: Mstroeck