PhotoRed, czyli jak z CO2 zrobić coś dobrego?

Neutralność klimatyczna to dzisiaj kluczowe zagadnienie w dyskusjach o środowisku. Dużo mówi się o powszechnej idei dekarbonizacji Europy, o nowoczesnych rozwiązaniach, które pomogą zniwelować negatywne oddziaływanie gazów cieplarnianych. Polscy naukowcy z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie dokładają swoją cegiełkę do zredukowania emisji CO₂. W jaki sposób? O tym opowiada dr hab. inż. Iwona Pełech, prof. ZUT, odpowiedzialna w projekcie PhotoRed za syntezę materiałów węglowych i ich modyfikację.

Zespół opracował innowacyjną technologię wychwytywania CO₂z gazów spalinowych oraz jego dalszego wykorzystywania. Projekt PhotoRed, bo o nim mowa, to kontynuacja współpracy polsko-norweskiej która rozpoczęła się w 2014 roku za sprawą projektu SolSorb. Współpraca od początku przebiega w tym samym konsorcjum w składzie: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie (ZUT), Uniwersytet Południowo-Wschodniej Norwegii (USN) oraz SINTEF (AS Industry oraz AS Ocean). PhotoRed jest realizowany pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Urszuli Narkiewicz.

– PhotoRed rozszerza pierwotną współpracę z partnerami norweskimi. Nie ograniczamy się już tylko do wychwytywania CO₂, ale również staramy się go wykorzystać. Do czego? Do produkcji użytecznych produktów, takich jak węglowodory, tlenek węgla czy alkohole. – mówi dr hab. inż. Iwona Pełech, prof. ZUT.

W ramach pierwszego projektu opracowano materiały do skutecznego wychwytywania uciążliwego gazu cieplarnianego, czyli ditlenku węgla. Projekt PhotoRed rozszerza ten temat, a głównym jego celem jest przerób wychwyconego ditlenku węgla do użytecznych produktów na drodze fotokatalizy.

– Zaproponowaliśmy rozwiązanie oparte na fotokatalitycznej oraz fotoelektrochemicznej redukcji ditlenku węgla. Materiały węglowe posiadające  właściwościadsorpcyjne modyfikuje się związkami o właściwościach fotokatalitycznych. – głównie ditlenkiem tytanu  oraz tlenenkiem cynku. Z kolei do fotoelektrochemicznej redukcji CO₂ stosowane są materiały węglowe z dodatkiem tlenku kobaltu, czy ditlenku miedzi.

Projekt realizowany jest wielotorowo. Cały czas badane i modyfikowane są różne materiały, a ich zdolności adsorpcyjne są na bieżąco monitorowane.  Innowacje pojawiają się zarówno w samym sposobie przygotowani adsorbentów, jak również w metodzie wykorzystywanej do przerobu CO₂, która prowadzona jest w łagodnych warunkach (w temperaturze otoczenia i pod ciśnieniem atmosferycznym)

– To projekt kompleksowy. ZUT zajmuje się badaniami w skali laboratoryjnej. Strona norweska wspomaga nas w zakresie modelowania matematycznego i elektrochemii, powiększania skali reaktorów oraz badania wpływu otrzymanych sorbentów na środowisko.  – opowiada prof. Iwona Pełech – Projekt jest obecnie w połowie realizacji, a badania postępują zgodnie z założonym harmonogramem.

Tematyką wychwytywania i przerobu ditlenku węgla zajmuje się wiele zespołów badawczych na świecie. Projekty SolSorb i PhotoRed stanowią odpowiedź na problemy środowiskowe, ponieważ ciągła emisja gazów cieplarnianych przyczynia się do ocieplenia klimatu oraz innych groźnych zmian. Ważnym elementem projektu jest również aspekt promocyjny. Mowa tu nie tylko o samych wynikach, ale również o podnoszeniu świadomości społecznej na tematy związane z ekologią.

Międzynarodowa współpraca w ramach realizowanych projektów jest bogata w doświadczenia nie tylko na poziomie naukowym, ale również kulturalnym. W maju, w Szczecinie organizowane są Dni Skandynawskie przez Urząd Miasta Szczecin, do których dołącza się całe konsorcjum. Jest to okazja do poszerzenia horyzontów, ale również do rozpoczęcia szerszej współpracy na poziomie samorządowym i biznesowym – gośćmi będą ambasadorzy Norwegii, Szwecji, Dani i Finlandii.

Projekt PhotoRed: fotokatalityczna i fotoelektrochemiczna redukcja ditlenku węgla (Grant nr: NOR/POLNORCCS/PhotoRed/0007/2019-00) realizowany jest w ramach dofinansowania ze środków norweskich 2014-2021 za pośrednictwem Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.