Технология чистого воздуха из Омана

Группа дипломированных инженеров из Высшего технологического колледжа в Мускате (Оман) разработала новую технологию извлечения двуокиси углерода (СО2) непосредственно из воздуха и ее превращения в полезные минералы и наномерный углерод с использованием химических процессов и реакций.

В состав группы исследователей, которую возглавлял д-р Мутана Абдулмаджед Джамель, входили следующие специалисты: Бутаина Мохаммед аль-Саиди, Зайнаб Салим аль-Хамди, Басма Абдулла аль-Мавали и Сана Амин аль-Гафри. Их изобретение может стать радикально новым, экономичным и не загрязняющим окружающую среду способом превращения двуокиси углерода в ценные материалы, способствующим решением проблемы изменения климата.

Разработанная этой группой установка для очистки воздуха снижает высокий уровень содержания двуокиси углерода в закрытых пространствах, например, в помещениях, и уменьшает количество вредных переносимых по воздуху частиц, таких как вирусы, микробы и пыль. Это приспособление также имеет небольшой увлажняющий эффект, наполняя помещение чистым и свежим воздухом.

О приспособлении

Как это работает

Метод извлечения двуокиси углерода из воздуха заключается в следующей последовательности действий:

• Стеклянный контейнер наполняется морской водой или дистиллированной водой с добавлением соли.
• После этого измеряются температура в помещении и уровень рН в воде внутри контейнера.
• Затем при помощи датчика СО2, являющегося частью этого приспособления, измеряется уровень СО2 в помещении. Если он превышает 600 ppm (частей на миллион), автоматически включается насос и начинает закачивать воздух из помещения в емкости внутри контейнера.
• Двуокись углерода в воздухе внутри помещения вступает в реакцию с морской водой и содержащейся в ней соли, и выделяется угольная кислота.
• После того как произошла эта реакция, измеряется уровень pH, чтобы убедиться в том, что образовалась угольная кислота.
• В емкости помещаются камешки, которые не поглощают СО2, но используются в качестве набивочного (уплотнительного) материала. Это делается для того, чтобы уменьшить размер пузырьков, выделяемых из емкостей. Вышеупомянутая реакция происходит на поверхности пузырьков, поэтому для ускорения этой реакции важно уменьшить размер пузырьков.
• Очищенный таким образом воздух содержит гораздо меньше СО2 на метр.

Чем это приспособление/этот метод отличаются от того, что было изобретено ранее?

Результаты изучения ранее запатентованных технологий (предшествующего уровня техники) показывают, что эти технологии:

• не решают проблему образования кислоты в результате химической реакции, происходящей, когда содержащийся в воздухе СО2 взаимодействует в водой. Доказано, что происходящее в результате повышение кислотности морской воды вредно для морской флоры и фауны;
• требуют энергозатрат (а при выработке энергии происходит выделение СО2) для создания окружающих условий (например, давления и температуры воздуха), при которых технология может эффективно работать;
• растворяют углекислый газ, который может вновь выделяться, когда меняются окружающие условия.

Встроенный в приспособление датчик CO2 состоит из двух частей: портативный компонент, передающий сигнал на второй компонент, которым является беспроводной приемопередающий модуль НС-12. Этот НС-12 подключен к воздушному насосу, который срабатывает автоматически, как только содержание СО2 превысило 600 ppm, и отключается, когда уровень СО2 опускается ниже 600 ppm.

Воздействие двуокиси углерода на окружающую среду

Содержащийся в атмосфере СО2 – один из главных источников жизни на планете. Содержание СО2 в атмосфере Земли в доиндустриальную эпоху (начиная с позднего докембрийского периода) регулировалось фотосинтетическими организмами и геологическими явлениями.

Растения, водоросли и цианобактерии используют энергию света для фотосинтеза углеводов из двуокиси углерода и воды, при этом в качестве побочного продукта выделяется кислород. Фотосинтез невозможен без солнечного света, а это значит, что в темное время суток, когда растения выделяют углекислый газ через клеточное дыхание, уровень СО2 возрастает, поскольку ничто не поглощает этот газ и не преобразует его во что-то другое посредством фотосинтеза.

Это означает, что по ночам в жилых помещениях, расположенных в сельских районах, особенно там, где много растительности, как дикорастущей, так и выращиваемой в сельскохозяйственных целях, наблюдается высокий уровень концентрации СО2. К вечеру способность растений поглощать СО2 путем фотосинтеза снижается, в то время как уровень двуокиси углерода, выделяемого в результате деятельности человека, повышается, что отрицательно влияет на местных жителей, которые могут страдать от головных болей, бессонницы, тошноты и т.п.

Наше приспособление помогает снизить концентрацию СО2 в таких жилых помещениях и тем самым сделать жизнь людей более безопасной и удобной. Встроенный в него датчик наблюдает за уровнем СО2, поэтому прибор (и процесс удаления газа) включается автоматически, как только концентрация СО2 превысила 600 ppm, и отключается, когда уровень СО2 опускается ниже этой отметки, что позволяет экономить электроэнергию и сокращать выбросы.

Права интеллектуальной собственности

Признавая значение охраны результатов исследований, проведенных группой специалистов, в июле 2018 г., Высший технологический колледж Муската (Оман), действуя от имени группы, зарегистрировал заявку на патент (OM/P/2018/002), а в июле подал международную заявку (PCT/OM2019/050007) в рамках Договора о патентной кооперации (PCT) на «Приспособление и метод очистки воздуха путем извлечения из него СО2».

Для нас важно было запатентовать наше приспособление, для того чтобы обеспечить охрану изобретения, что в свою очередь важно для развития нашего бизнеса.

Поскольку объем выбросов парниковых газов, являющихся одной из причин глобального потепления, возрастает с каждым годом, очень важно поддерживать идеи и технологические инновации, помогающие смягчить последствия глобального потепления.