Исследователи из швейцарского института Empa разрабатывают технологию прямого улавливания CO₂ из воздуха, позволяющую удалять газ из атмосферы менее чем за 1 секунду. Вместо громоздких пористых фильтров здесь используют ультратонкие покрытия с аминами, способные быстро поглощать и выделять углекислый газ. Пока проведено лишь предварительное моделирование, а для сравнения с существующими системами нужны эксперименты.
Подход Empa такой: вместо максимизации уловленного за цикл газа исследователи стремятся брать меньшие объемы, но чаще. Ультратонкие покрытия связывают CO₂ на поверхности, а не дают ему проникать глубоко в адсорбент, что уменьшает массу материала, который нужно нагревать при высвобождении. Благодаря низкой теплоемкости процесс удается значительно ускорить. Тонкие слои быстро нагреваются и остывают, что позволяет чередовать адсорбцию и десорбцию с короткими интервалами.
Конструкция напоминает конвейерную ленту: движущаяся поверхность с улавливающим материалом проходит через 2 зоны. В первой воздух проходит через покрытие, и CO₂ связывается с поверхностью; во второй материал нагревается при пониженном давлении, высвобождая газ. Разделение этапов позволяет каждой зоне работать в своих условиях: в секции улавливания нужен достаточный воздушный поток, а в секции выпуска — небольшой объем газа, что снижает энергозатраты на нагрев и вакуум.
Несмотря на многообещающее моделирование, экспериментально цикл за доли секунды пока не показан. Главный вопрос — сможет ли преимущество в скорости дать существенный рост общей производительности: улавливание меньшего количества CO₂ за цикл означает, что система должна работать быстро и непрерывно без чрезмерных затрат энергии на нагрев, охлаждение, циркуляцию воздуха и вакуум.
Крупнейшая в ЕС установка по улавливанию СО2 запущена в Нидерландах.