Ученые разработали искусственное легкое для удаления СО2 из дымовых труб

Удивительно эффективные легкие птиц и плавательные пузыри рыб стали образцом для разработки новой системы фильтрации для удаления углекислого газа из дымовых труб электростанций до того, как этот парниковый газ попадет в атмосферу.

Предполагается, что система улавливания и поглощения углекислого газа будет состоять из массива нескольких труб, изготовленных из пористых мембран и установленных рядом друг с другом в определенном порядке – так же как кровеносные сосуды в легком птицы. Система может быть масштабируема путем повторения «раппорта» до необходимых размеров. Эти системы могут быть подключены как к дымовым трубам электростанций, так и к транспортным средствам, по принципу действия мало чем отличаясь от каталитических нейтрализаторов.

Для того, чтобы иметь возможность захватить наибольшее количество углекислого газа, исследователи из университета Калифорнии в Ирвине под руководством доктора Аарона П. Эссера-Кана должны были в первую очередь определить наилучший образец «раппорта» для труб двух разных размеров. Трубы большего размера служат для захвата выбросов, а в трубах меньшего размера будет происходить абсорбция углекислого газа жидкостью.

Ученые изучили способ расположения кровеносных сосудов в птичьих легких и плавательном пузыре рыбы. По их мнению, эти органы животных лучше всего подходят в качестве образца для организации систем эффективного обмена газов.

Ученые выяснили, что кровеносные сосуды в легких птицы и плавательном пузыре рыбы имеют различные раппорты рисунка. Так, птичье легкое состоит из гексагональной структуры, где три большие трубы образуют вершину треугольника, а малая труба расположена в середине. Плавательный пузырь рыбы имеет квадратный раппорт, в котором большие и малые трубы расположены поочередно. Используя компьютерное моделирование, исследователи наложили оба раппорта друг на друга и в результате нескольких изменений получили структуру труб, которая хоть и не встречается в природе, зато обладает эффективностью, примерно на 50 процентов большую, чем структуры сосудов птичьего легкого и плавательного пузыря рыбы по отдельности. Это затем было доказано экспериментально.

Теперь ученые планируют проводить дальнейшие исследования для улучшения эффективности захвата СО2 путем регулирования размеров и толщины стенок труб, а также использования мембранных материалов.