Исследователи из Мичиганского университета внесли свой вклад в разработку метода, который превращает углекислый газ, продукт промышленных отходов, способствующий загрязнению атмосферы, в ценный материал – прекурсор для производства цемента. Химики разработали процесс, в ходе которого улавливается углекислый газ и превращается в оксалаты металлов. Затем эти соединения могут служить ключевыми ингредиентами при производстве цемента.

Наиболее распространённым типом цемента является портландцемент, который обычно изготавливается из известняка и минералов, таких как силикаты кальция. Производство этого портландцемента связано с относительно высокими энергетическими затратами и выбросами углекислого газа. Одним из видов материалов, которые могут быть использованы в качестве альтернативного сырья для цемента, являются оксалаты металлов, простые соли. Исследователи знают, что свинец можно использовать в качестве катализатора — вещества, способствующего химической реакции, которое может превращать углекислый газ в оксалаты металлов. Но этот процесс требует большого количества свинцовых катализаторов, что представляет опасность для окружающей среды и здоровья человека.

Команда исследователей смогла использовать полимеры для контроля окружающей среды, непосредственно окружающей свинцовые катализаторы, сократив количество свинца, необходимое для этого процесса, до миллиард частей на единицу – это уровень примесей свинца, который содержится во многих коммерческих пористых графитовых и углеродных материалах.

Для получения оксалата из углекислого газа исследователи используют набор электродов. На одном из электродов углекислый газ преобразуется в оксалат, который представляет собой ион, растворенный в растворе. Другой электрод – это металлический электрод, который окисляется и выделяет ионы металла, которые связываются с ионом оксалата и осаждают его из раствора в виде твердого оксалата металла.

Исследователи работают над электролизом углекислого газа в больших масштабах. Следующими шагами будет дальнейшее изучение того, как расширить масштабы той части процесса, которая обеспечивает получение твёрдого продукта.