Materiał z asfaltu magazynujący CO2

Surowy gaz ziemny zawiera dwutlenek węgla i inne gazy, które muszą być usunięte przed  transportem paliwa rurociągiem. Nowy materiał porowaty pochodzący z asfaltu może wykonać tę separację tanio i skutecznie. Z domieszką azotu jest w stanie pomieścić więcej niż 100% jego masy[1].

Materiał z asfaltu magazynujący CO2

Rys. 1 Adsorbent węglowy

Wydobywany przez przedsiębiorstwa energetyczne gaz, zawiera nawet 70% dwutlenku węgla. Inżynierowie przepuszczają surowy gaz przez roztwór ciekłej aminy celem wychwytu dwutlenku węgla. Regeneracja płynu zachodzi na skutek jego ogrzania. Wówczas następuje uwolnienie przetrzymywanego gazu. W celu zmniejszenia zużycia energii podczas wychwytu węgla, naukowcy wprowadzają porowate materiały stałe, które pozwalają na uwalnianie się gazu wraz ze zmianami ciśnienia. Niektóre z tych substancji stałych mają szkielety metaloorganiczne lub MOF, ale mogą być one drogie w produkcji.

Naukowcy zaczęli pracować nad węglowymi materiałami chłonnymi, które powinny być tańsze. Stabilność i przewodność cieplna tych materiałów może być wykorzystana do dużych operacji wychwytywania dwutlenku węgla w instalacjach przemysłowych. James M. Tour (Rice University, USA) i współpracownicy zsyntetyzowali materiały węglowe zawierające azot i siarkę służące do wychwytu dwutlenku węgla[2]. Atomy siarki i azotu stanowią miejsca wiązania dla molekuł gazu. Następnie podjęto próby zastosowania do tych celów asfaltu, który zawiera złożone agregaty węglowodorów aromatycznych. Aby zmienić asfalt w porowate ciało stałego, badacze ogrzewali go do temperatury 700 °C z wodorotlenkiem potasu. Proces ten generował dwutlenek i tlenek węgla, które przechodząc przez materiał zostawiały w nim dziury. Następnie badacze wprowadzali atomy azotu do szkieletu węglowego przez ogrzewanie z amoniakiem, a następnie z gazowym wodorem.

Aby przetestować nowy materiał, badacze wystawili go na gazowy dwutlenek węgla przy odpowiednim ciśnieniu. Po ekspozycji ciężar materiału wzrósł 114%. Absorpcja była większa niż w przypadku innych aktywnych materiałów węglowych twierdzi Tour. Materiał uwolnił przetrzymywany gaz, w momencie gdy badane zmniejszyli otaczające go ciśnienie.

Sheng Dai (Oak Ridge National Laboratory, USA) jest zdumiony pojemności tego materiału. Wcześniej inne zespoły wykazały, że materiały węglowe z domieszką azotu są dobre na wychwytywania dwutlenku węgla, ale przy niskich ciśnieniach. Praca ta jednak przedstawia, że dodatek azotu może również zwiększyć absorpcję przy wysokich ciśnieniach.

1. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am508858x?source=cen 

2. Nat. Commun. 2014: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms4961 

3. http://cen.acs.org/articles/93/web/2015/01/Low-Cost-Carbon-Capture-Material.html

Opracował: Łukasz Kurach

Korekta: Ilona Sadok

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*