Bateria care scoate CO₂ din aer: 5.000 de ore de funcționare și un stack pilot la 0,83 MWh/tCO₂ — NRG-IA

O celulă electrochimică construită pe o chimie cunoscută din lumea bateriilor a separat CO₂ direct din aerul ambiental timp de peste 5.000 de ore , iar aceeași arhitectură a fost scalată ulterior într-un stack cu nouă celule. Rezultatul, publicat pe 22 septembrie 2026 în Nature Energy , atacă una dintre cele mai dificile probleme ale eliminării carbonului din atmosferă: cum extragi selectiv CO₂ dintr-un aer în care concentrația sa este de numai aproximativ 0,04% . Dispozitivul nu este o baterie destinată alimentării unei case sau unei mașini. Folosește însă reacții electrochimice asociate hidroxidului de nichel pentru a crea alternativ condițiile chimice în care CO₂ este absorbit și apoi eliberat. În loc să stocheze electricitate pentru utilizare ulterioară, sistemul folosește ciclul electrochimic pentru a muta carbonul din aer într-un flux concentrat. Imaginea simplă este aproape literală: aerul intră, CO₂ este separat, iar din sistem poate ieși un flux mult mai concentrat de CO₂ , pregătit pentru o etapă ulterioară de stocare sau utilizare. Aerul conține atât de puțin CO₂ încât captarea devine o problemă energetică Captarea directă din atmosferă, cunoscută drept Direct Air Capture, pornește de la o dificultate fundamentală: moleculele căutate sunt foarte rare. La aproximativ 400 ppm, doar în jur de una din 2.500 de molecule din aer este CO₂. Separarea sa este, prin urmare, mult mai dificilă decât captarea carbonului din gazele evacuate de o fabrică sau centrală, unde concentrația poate fi de ordinul procentelor. Tehnologiile DAC trebuie să pună volume foarte mari de aer în contact cu un material capabil să recunoască și să rețină selectiv CO₂. După aceea, materialul trebuie regenerat pentru a elibera carbonul într-o formă suficient de concentrată. În multe sisteme, această regenerare implică încălzirea sorbentului și apoi răcirea lui pentru următorul ciclu. Energia necesară acestei succesiuni este una dintre explicațiile pentru care captarea directă din aer rămâne scumpă. Noua tehnologie încearcă să înlocuiască o parte din această problemă termică printr-un comutator electrochimic . Chimia de baterie schimbă local pH-ul și mută CO₂ prin celulă Sistemul utilizează doi electrozi construiți în jurul aceleiași perechi chimice, Ni(OH)₂/NiOOH , separați de o membrană care transportă ioni hidroxid. În timpul funcționării, reacțiile electrochimice creează o diferență de alcalinitate între cele două părți ale dispozitivului. Pe partea în care mediul devine puternic bazic, CO₂ din aer reacționează și este captat sub formă de specii carbonat și bicarbonat. Ionii traversează apoi membrana. Pe partea opusă, condițiile chimice se schimbă, iar carbonul este eliberat din nou sub formă de CO₂. După inversarea polarității, rolurile celor doi electrozi se schimbă și ciclul poate continua. Simetria este importantă. Pentru că ambele părți folosesc aceeași chimie Ni(OH)₂/NiOOH, sistemul evită o diferență mare de potențial termodinamic între doi electrozi fundamental diferiți. Electricitatea este folosită în principal pentru construirea și inversarea gradientului chimic necesar separării CO₂ și pentru compensarea pierderilor reale ale celulei. Rezultatul este mai apropiat de un filtru regenerat electric decât de o instalație clasică în care sorbentul trebuie încălzit după fiecare ciclu. Celula mică a depășit 5.000 de ore pe aer ambiental Demonstrația de durabilitate a folosit o celulă cu o suprafață activă de 25 cm² , alimentată cu aer ambiental. Aceasta a funcționat peste 5.000 de ore , echivalentul a mai mult de șase luni. Spre finalul testului, consumul electrochimic raportat a ajuns la aproximativ 0,46 MWh pentru fiecare tonă de CO₂ captată , iar fluxul de captare a fost de aproximativ 62 kg CO₂/m²/an raportat la suprafața activă. Comportamentul este interesant și din alt motiv: performanța electrochimică nu s-a deteriorat progresiv în test. Autorii au observat o îmbunătățire în etapele succesive și o atribuie parțial oxidării unor zone expuse ale structurii de nichel, care devin material activ înainte ca procesul să se stabilizeze. Cele 5.000 de ore oferă astfel o dovadă importantă de durabilitate pentru celula mică. Testul industrial decisiv este însă transferarea aceleiași stabilități către module mult mai mari. Stackul pilot a mărit suprafața de peste o sută de ori Cercetătorii au mărit electrodul de la 25 cm² la 300 cm² și au construit un stack format din nouă asemenea celule . Suprafața activă totală ajunge astfel la 2.700 cm², o diferență de peste 100 de ori față de dispozitivul folosit în testul de durabilitate. Stackul a funcționat timp de 48 de ore , iar în această perioadă a înregistrat un consum electrochimic mediu de 0,83 MWh/tCO₂ și un flux de aproximativ 75 kg CO₂/m²/an . Cele două experimente demonstrează lucruri diferite. Celula de 25 cm² arată durabilitatea pe 5.000 de ore. Stackul de nouă celule arată că principiul poate fi extins la o suprafață mult mai mare fără pierderea funcției de bază. Următorul…