Морские ежи показали пример дешёвого метода связывания углекислого газа

Лидия Шиллер (Lidija Šiller) и Гуарав Ашок Бадури (Gaurav Ashok Bhaduri) из Ньюкаслского университета (Великобритания) обратились к механизмам формирования экзоскелета морских ежей в поисках способа эффективного связывания углекислого газа. Выяснилось, что ключевую роль в такого рода процессах играют не ферменты, как можно было бы подумать, а наночастицы никеля.

«Проанализировав поверхность личинки морского ежа, мы обнаружили на её экзоскелете высокую концентрацию никеля, — рассказывает г-жа Шиллер. — Затем мы использовали наночастицы никеля, характеризующиеся большой площадью поверхности, в опыте с угольной кислотой [связываемой до карбоната кальция], и результатом стало полное связывание углекислого газа».

Морские ежи связывают углекислый газ до карбоната кальция сотни миллионов лет. Собственно говоря, люди добывают его из ископаемых останков таких и схожих морских организмов. Может быть, стоит устранить лишнее звено в этой цепочке? (Фото Shutterstock.)

Как отмечают исследователи, наночастицы никеля в качестве катализатора процесса связывания углекислого газа эффективнее предлагавшихся ранее альтернатив, в частности угольной ангидразы.

Фермент неактивен в кислой среде, и, поскольку одним из участников реакции связывания углекислого газа является угольная кислота, он имеет очень малое время эффективной работы, что серьёзно удорожает процессы с его участием. Из-за индифферентности никеля к кислотности среды он не испытывает таких трудностей, а его магнитные свойства позволяют полностью собрать наночастицы после окончания реакции связывания и, если это нужно, использовать их повторно. Наконец, наночастицы никеля тысячекратно дешевле ангидразы, приводящей к тому же результату.

Для связывания углекислого газа по методу, разработанному авторами исследования, выбросы, содержащие этот парниковый газ, пропускаются через водяной столб со взвешенными в нём наночастицами никеля. Итогом реакции становится твёрдый карбонат кальция — тот же, что идёт на формирование игл морских ежей. После его накопления в водяной камере он извлекается, а наночастицы никеля вновь идут в дело. Единственные расходные материалы процесса — вода и углекислый газ, компоненты относительно недорогие, а получаемый карбонат кальция может быть использован для производства цемента.

Как полагают учёные, такой метод связывания намного безопаснее закачивания углекислого газа под землю, откуда он может случайно вырваться, убивая на своём пути всё живое.

Отчёт об исследовании принят к публикации в журнале Catalysis Science & Technology.

Подготовлено по материалам Ньюкаслского университета.