Buvo sukurtas naujas anglies surinkimo metodas, skirtas surinkti anglies dioksidą iš iškastinio kuro emisijų
Šiltnamio efektą sukeliančios emisijos labiausiai prisideda prie klimato kaitos. Svarbių šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas yra didelio masto industrializacijos ir žmogaus veiklos rezultatas. Dauguma šių šiltnamio efektą sukeliančių dujų yra anglies dioksidas (CO2) dėl iškastinio kuro deginimo. Nuo industrializacijos eros pradžios bendra CO2 koncentracija atmosferoje padidėjo daugiau nei 40 procentų. Šis nuolatinis šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimų padidėjimas šildo planeta tai, kas vadinama "globalinis atšilimas“, nes kompiuterinis modeliavimas parodė, kad emisijos lemia vidutinės žemės paviršiaus temperatūros padidėjimą laikui bėgant, o tai rodo „klimato kaitą“ dėl kritulių modelių, audrų stiprumo, jūros lygio pokyčių ir kt. „Išmetamųjų teršalų anglies dioksidas yra esminis kovos su klimato kaita aspektas. Anglis fiksavimo technologija egzistuoja dešimtmečius, tačiau pastaruoju metu jai buvo skiriama daugiau dėmesio dėl aplinkosaugos problemų.
Nauja anglies surinkimo metodika
Standartinė procedūra anglis Surinkimas apima CO2 sulaikymą ir atskyrimą nuo dujų mišinio, tada transportavimą į saugyklą ir saugojimą nuotoliniu būdu nuo atmosferos, paprastai po žeme. Šis procesas reikalauja daug energijos, apima keletą techninių problemų, rizikos ir apribojimų, pavyzdžiui, didelė nuotėkio tikimybė saugykloje. Naujas tyrimas, paskelbtas m Chem aprašoma perspektyvi anglies surinkimo alternatyva. JAV Energetikos departamento mokslininkai sukūrė unikalų metodą CO2 pašalinimui iš anglį deginančių elektrinių ir šiam procesui reikia 24 procentais mažiau energijos, palyginti su šiuo metu pramonėje naudojamais etalonais.
Tyrėjai dirbo su natūraliais reiškiniais organinis junginiai, vadinami bis-iminoguanidinais (BIG), kurie, kaip matyti ankstesniuose tyrimuose, gali prisijungti prie neigiamo krūvio anijonų. Jie manė, kad ši ypatinga BIG savybė turėtų būti taikoma ir bikarbonato anijonams. Taigi BIG gali veikti kaip sorbentas (medžiaga, kuri surenka kitas molekules) ir paversti CO2 kietu kalkakmeniu (kalcio karbonatu). Soda yra kalcio ir natrio hidroksidų mišinys, naudojamas nardytojams, povandeniniams laivams ir kitoms uždaroms kvėpavimo aplinkoms, kad filtruotų iškvėptą orą ir apsaugotų nuo pavojingo CO2 kaupimosi. Tada oras gali būti pakartotinai perdirbtas kelis kartus. Pavyzdžiui, rebreathers nardytojams leidžia jiems likti povandeninis ilgą laiką, kas kitaip neįmanoma.
Unikalus metodas, reikalaujantis mažiau energijos
Remdamiesi šiuo supratimu, jie sukūrė CO2 atskyrimo ciklą, kuriame buvo naudojamas vandeninis BIG tirpalas. Taikant šį konkretų anglies surinkimo metodą, jie praleidžia dūmų dujas per tirpalą, dėl kurio CO2 molekulės prisijungė prie BIG sorbento ir šis surišimas jas kristalizavo į kietą organinis kalkakmenis. Kai šios kietosios medžiagos buvo kaitinamos iki 120 laipsnių Celsijaus, išsiskirtų surištas CO2, kuris vėliau galėtų būti saugomas. Kadangi šis procesas vyksta santykinai žemesnėje temperatūroje, palyginti su esamais anglies surinkimo metodais, procesui reikalinga energija sumažėja. Ir vėl galima ištirpinti kietą sorbentą vanduo ir perdirbami pakartotiniam naudojimui.
Dabartinės anglies surinkimo technologijos turi daug nuolatinių problemų, pvz., saugojimo problemos, didelės energijos sąnaudos ir kt. Pagrindinė problema yra skystų sorbentų naudojimas, kurie ilgainiui arba išgaruoja, arba suyra, o joms šildyti reikia mažiausiai 60 procentų visos energijos, o tai yra labai aukštas. Kietasis sorbentas dabartiniame tyrime įveikė energijos apribojimą, nes CO2 yra sugaunamas iš kristalizuotos kietos bikarbonato druskos, kuriai reikėjo maždaug 24 procentais mažiau energijos. Taip pat nebuvo prarasta sorbento net po 10 ciklų iš eilės. Dėl šio mažesnio energijos poreikio gali sumažėti anglies dioksido surinkimo sąnaudos, o kai atsižvelgiame į milijardus tonų CO2, šis metodas gali būti labai veiksmingas, nes šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas bus nulinamas tinkamai sugeriant.
Vienas iš šio tyrimo apribojimų yra santykinai mažas CO2 talpa ir absorbcijos greitis, atsirandantis dėl riboto BIG sorbento tirpumo. vanduo. Tyrėjai ieško būdų, kaip sujungti tradicinius tirpiklius, tokius kaip aminorūgštys, su šiais BIG sorbentais, kad pašalintų šį apribojimą. Dabartinis eksperimentas buvo atliktas nedideliu mastu, kurio metu iš išmetamųjų dujų buvo pašalinta 99 procentai CO2. Procesą reikia dar labiau optimizuoti, kad jį būtų galima padidinti, kad kasdien būtų surinkta bent viena tona CO2 ir iš bet kokių skirtingų išmetamų teršalų. Metodas turi būti patikimas kovojant su teršalų išmetimu. Galutinis anglies surinkimo technologijos tikslas būtų tiesiogiai surinkti CO2 iš atmosferos naudojant įperkamą ir energiją taupantį metodą.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Williams N ir kt. 2019 m. CO2 surinkimas naudojant kristalinius vandenilio jungties bikarbonato dimerus. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
