Създаден е нов метод за улавяне на въглерод за улавяне на въглероден диоксид от емисии на изкопаеми горива
Емисиите на парникови газове са с най-голям принос за изменението на климата. Емисиите на критични парникови газове са резултат от мащабна индустриализация и човешка дейност. Повечето от тези парникови емисии са от въглероден двуокис (CO2) from burning of fossil fuels. The total concentration of CO2 in the atmosphere has increased by more than 40 percent ever since the era of industrialization started. This steady increase in greenhouse emissions is warming the планета in what is termed as ‘глобалното затоплянетъй като компютърните симулации са показали, че емисиите са отговорни за повишаването на средната повърхностна температура на земята с течение на времето, което показва „промяна на климата“ поради промени в моделите на валежите, силата на бурята, морските нива и т.н. По този начин, разработването на подходящи начини за „улавяне или улавяне „въглеродният диоксид от емисиите е критичен аспект за справяне с изменението на климата. Въглероден технологията за улавяне съществува от десетилетия, но наскоро придоби по-голям фокус поради опасения за околната среда.
Нова методология за улавяне на въглерод
Стандартната процедура за улавяне на въглерод включва улавяне и отделяне на CO2 от газообразна смес, след което транспортирането му до съхранение и съхраняването му отдалечено от атмосферата, обикновено под земята. Този процес е силно енергоемък, включва няколко технически проблема, рискове и ограничения, например голяма вероятност от изтичане на мястото за съхранение. Ново проучване, публикувано в Chem описва обещаваща алтернатива за улавяне на въглерод. Учените от Министерството на енергетиката на САЩ са разработили уникален метод за отстраняване на CO2 от електроцентрали, работещи с въглища и този процес изисква 24 процента по-малко енергия в сравнение с еталонните показатели, които в момента се използват в индустрията.
Researchers worked on naturally occurring органичен compounds called bis-iminoguanidines (BIGs) which have the ability to bind to negatively charged anions as seen inprevious studies. They thought that this particular property of BIGs should also be applicable to bicarbonate anions. So BIGs can act like a sorbent (a substance which collects other molecules) and convert CO2 into solid limestone (calcium carbonate). Soda lime is a mixture of calcium and sodium hydroxides used by scuba divers, submarines and other closed breathing environments to filter exhaled air and prevent any dangerous accumulation of CO2. The air can be then recycled multiple times. For example, rebreathers for scuba divers enables them to stay подводен for long time which is otherwise impossible.
Уникален метод, който изисква по-малко енергия
Based upon this understanding they developed a CO2 separation cycle which used an aqueous BIG solution. In this particular carbon-capture method they passed flue gas through the solution which caused CO2 molecules to bind to BIG sorbent and this binding would crystallize them into a solid type of органичен limestone. When these solids were heated to 120 degrees Celsius, bound CO2 would be released which could then be stored. Since this process occurs at relatively lower temperatures compared to existing carbon-capture methods, the energy required for the process is reduced. And, solid sorbent could be be dissolved again in вода and recycled for reuse.
Настоящите технологии за улавяне на въглерод имат много постоянни проблеми като проблем със съхранението, висока цена на енергия и т.н. Основният проблем е използването на течни сорбенти, които или се изпаряват, или се разлагат с течение на времето и също така изискват поне 60 процента от общата енергия за нагряването им, което е много Високо. Твърдият сорбент в настоящото изследване преодоля енергийното ограничение, тъй като CO2 се улавя от кристализирана твърда бикарбонатна сол, която изисква около 24 процента по-малко енергия. Също така няма загуба на сорбент дори след 10 последователни цикъла. Тази по-ниска нужда от енергия може да намали разходите за улавяне на въглерод и като вземем предвид милиарди тонове CO2, този метод може да бъде много въздействащ, като направи парниковите емисии нулеви чрез адекватно улавяне.
One limitation of this study is the relatively low CO2 capacity and absorption rate which is due to the limited solubility of BIG sorbent in вода. Researchers are looking at combining traditional solvents like amino acids to these BIG sorbents to address this limitation. The current experiment has been done on a small scale in which 99 percent CO2 was removed from exhaust gases. The process needs to be further optimized so that it can be scaled up to capture at least a ton of CO2 every day and from any different types of emissions. The method must be robust in handling contaminations in emissions.The ultimate goal of a carbon capture technology would be todirectly capture CO2 from the atmosphereby using an affordable and energy efficient method.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
Williams N et al. 2019. Улавяне на CO2 чрез кристални бикарбонатни димери, свързани с водород. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
