Глина — один из самых распространенных на Земле наноматериалов — может стать ключом к борьбе с изменением климата. Ученые из Университета Пердью и Национальных лабораторий Сандия обнаружили, что обычная глина способна эффективно улавливать углекислый газ (CO₂) прямо из воздуха.

Исследование, отмеченное премией R&D 100 Award 2024 и уже поданое на патент, опубликовано в The Journal of Physical Chemistry C.

Команду возглавил Клифф Джонстон, профессор агрономии и наук о Земле, вместе со студентом Райли Уэлшем и коллегами из Сандии. Они изучают глинистые минералы более 30 лет и теперь предлагают неожиданное решение: использовать их для поглощения CO₂.

Почему именно глина

• Одна столовая ложка глины имеет площадь поверхности, как футбольное поле.
• Внутри глины есть микроскопические поры, где CO₂ может накапливаться.
• Ученые выяснили, что некоторые виды глины (например, смектиты) особенно хорошо впитывают углекислый газ, особенно при низкой влажности.

Раньше глину использовали для очистки воды от токсинов, но теперь ее можно применить для борьбы с парниковыми газами. В отличие от дорогих технологий вроде металл-органических каркасов или аминовых сорбентов, глина дешевая и доступная.

Исследователи проверили, как смектит под названием сапонит взаимодействует с CO₂ и водяным паром.

Оказалось, что при определенных условиях глина предпочитает углекислый газ, а не воду.

Это открытие может привести к созданию новых технологий — например, фильтров для заводов или даже подземных хранилищ CO₂.

Работу поддержали Национальные лаборатории Сандия и Министерство энергетики США. Ученые уверены: глина — это не просто грунт под ногами, а мощный инструмент в борьбе за климат.

Это исследование важно по нескольким причинам:

• Дешевизна и масштабируемость — глина есть везде, ее добыча не требует сложных технологий.
• Экологичность — в отличие от синтетических сорбентов, глина не создает вредных отходов.
• Гибкость применения — можно использовать как в промышленных фильтрах, так и в системах прямого захвата воздуха.
• Долгосрочный эффект — если научиться закачивать CO₂ в глинистые пласты под землей, это может стать устойчивым решением для хранения углерода.

Главный вопрос, который оставляет исследование — скорость поглощения. Глина эффективна при низкой влажности, но в реальных условиях (особенно в тропиках) воздух часто насыщен водяным паром. Кроме того, пока неясно, как быстро можно «перезаряжать» глину для повторного использования. Если процесс окажется слишком медленным, промышленное применение будет ограничено.

Ранее ученые разработали из глины устройство, способное светиться и менять цвет.