Wychwytywanie dwutlenku węgla – oszczędne i wydajne energetycznie

Powszechnie uznaje się, że stale rosnąca zawartość dwutlenku węgla w atmosferze ma bezpośredni wpływ na zmiany klimatyczne. Dlatego też ciągle szuka się nowych sposobów na zredukowanie jego emisji.

Wychwytywanie dwutlenku węgla - oszczędne i wydajne energetycznie

Rys.1 Fabryki przemysłowe- źródła zanieczyszczeń powietrza

Sekwestracja dwutlenku węgla (CCS z ang. Carbon Capture and Storage) to proces, w którym dwutlenek węgla (CO2) wydalany z instalacji przemysłowych lub elektrowni jest wyłapywany i gromadzony, co pozwala zredukować jego globalną emisję. Obecnie znane są dwa sposoby wychwytywania dwutlenku węgla. Jednym z nich jest użycie materiałów w formie proszku, które ‘przywierają’ do CO2. W innym używa się płynów, które absorbują dwutlenek. Mimo że potencjalnie są one korzystne dla środowiska, nie są dopuszczane do użycia z powodu wysokich wymagań technicznych, dużych nakładów finansowych oraz ogólnej wydajności energetycznej.

Naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie, Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkley oraz Pekinu połączyli te dwie metody, tworząc nowy materiał (slurry), którego zastosowanie będzie dużo bardziej efektywne i wydajne. Jak twierdzi Berend Smit z Politechniki Federalnej w Lozannie „Pory w materiałach używanych obecnie są zbyt duże i otaczający płyn wypełnia je, nie pozwalając im na wychwycenie cząsteczek CO2. Dlatego też wybraliśmy materiał – ZIF 8 (z ang. zeofilic imidazolate frameworks tj. zeolitowe sita imidazolowe) – którego pory są zbyt małe dla cząsteczek glikolu, ale wystarczająco duże aby wyłapać cząsteczki CO2 z gazów spalinowych”. ZIF-8 jest odpowiednim materiałem z uwagi na jego wysoką stabilność chemiczną i cieplną.  Kryształy ZIF-8 mają wąskie pory (3.4 Å średnicy), mniejsze niż średnica cząsteczki glikolu (4.5 Å). Testowano różne płynny m.in. etanol, heksan, toluen czy czterochlorek węgla, jednak ich cząsteczki były zbyt małe, co pozwalało im wniknąć w pory ZIF-8, jednocześnie zmniejszając wydajność wychwytywania dwutlenku węgla. Dlatego też, najbardziej efektywny okazał się glicerol.

Niski koszt wytworzonej przez naukowców zawiesiny (slurry), a także jej wydajność i łatwość procesu rozdzielania, sprawia, że dwa podstawowe problemy związane z wprowadzeniem wychwytywania dwutlenku węgla właściwie przestają istnieć. Dodatkowo materiał ten nie wymaga dużych nakładów energii (np. gotowania) do regeneracji, dzięki czemu jego ogólna wydajność energetyczna wzrasta.

Zawiesina ta jest wzorem do tworzenia podobnych kombinacji w przyszłości. Naukowcy planują teraz testować ZIF – 8 i glikol w warunkach naturalnych.

  1. Huang Liu, Bei Liu, Li-Chiang Lin, Guangjin Chen, Yuqing Wu, Jin Wang, Xueteng Gao, Yining Lv, Yong Pan, Xiaoxin Zhang, Xianren Zhang, Lanying Yang, Changyu Sun, Berend Smit, Wenchuan Wang. A hybrid absorption–adsorption method to efficiently capture carbon. Nature Communications, 2014; 5: 5147
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141009091939.htm

Opracowała: Joanna Grzelak

Korekta: Maciej Bielak-Wolanin

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

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


*