Ný kolefnisfangaaðferð hefur verið hugsuð til að fanga koltvísýring úr losun jarðefnaeldsneytis
Losun gróðurhúsalofttegunda er stærsti þátturinn í loftslagsbreytingum. Losun mikilvægra gróðurhúsalofttegunda er afleiðing umfangsmikillar iðnvæðingar og mannlegra athafna. Mest af þessari losun gróðurhúsalofttegunda er af koltvíoxíð (CO2) frá brennslu jarðefnaeldsneytis. Heildarstyrkur CO2 í andrúmsloftinu hefur aukist um meira en 40 prósent síðan iðnvæðingartímabilið hófst. Þessi stöðuga aukning í losun gróðurhúsalofttegunda er að hlýna reikistjarna í því sem kallað er 'hlýnun jarðar' þar sem tölvuhermingar hafa sýnt að losun er ábyrg fyrir aukningu á meðal yfirborðshita jarðar með tímanum sem gefur til kynna 'loftslagsbreytingar' vegna breytinga á úrkomumynstri, alvarleika storms, sjávarstöðu o.s.frv. „koltvísýringur frá losun er mikilvægur þáttur í að takast á við loftslagsbreytingar. Carbon fangtækni hefur verið til í áratugi en hefur nýlega fengið meiri áherslu vegna umhverfisáhyggju.
Ný aðferðafræði við kolefnisfanga
Staðlað verklag við kolefni Föngun felur í sér að koltvísýringur er veiddur og aðskilinn frá gasblöndu, síðan fluttur í geymslu og geymdur fjarri andrúmsloftinu venjulega neðanjarðar. Þetta ferli er mjög orkufrekt, felur í sér nokkur tæknileg atriði, áhættur og takmarkanir, til dæmis miklar líkur á leka á geymslustaðnum. Ný rannsókn sem birt var í Chem lýsir efnilegum valkosti til að fanga kolefni. Vísindamenn við Department of Energy USA hafa þróað einstaka aðferð til að fjarlægja CO2 úr kolabrennandi orkuverum og þetta ferli krefst 24 prósent minni orku samanborið við viðmið sem nú eru notuð í greininni.
Vísindamenn unnu að náttúrulegum tilfellum lífræn efnasambönd sem kallast bis-iminoguanidín (BIG) sem hafa getu til að bindast neikvætt hlaðnum anjónum eins og sést í fyrri rannsóknum. Þeir töldu að þessi eiginleiki BIG ætti einnig að eiga við um bíkarbónat anjónir. Þannig að BIG geta virkað eins og ísogsefni (efni sem safnar öðrum sameindum) og umbreytt CO2 í fastan kalkstein (kalsíumkarbónat). Soda lime er blanda af kalsíum og natríumhýdroxíðum sem notuð eru af kafara, kafbátum og öðru lokuðu öndunarumhverfi til að sía útöndunarloft og koma í veg fyrir hættulega uppsöfnun CO2. Síðan er hægt að endurvinna loftið margoft. Til dæmis, enduröndunarbúnaður fyrir kafara gerir þeim kleift að vera neðansjávar í langan tíma sem annars er ómögulegt.
Einstök aðferð sem krefst minni orku
Byggt á þessum skilningi þróuðu þeir CO2 aðskilnaðarhring sem notaði BIG vatnslausn. Í þessari tilteknu kolefnisfangaaðferð létu þeir útblástursloft í gegnum lausnina sem olli því að CO2 sameindir binst STÓRA ísogsefni og þessi binding myndi kristalla þær í fasta gerð af lífræn kalksteinn. Þegar þessi föst efni voru hituð í 120 gráður á Celsíus myndi binda CO2 losna sem síðan væri hægt að geyma. Þar sem þetta ferli á sér stað við tiltölulega lægra hitastig samanborið við núverandi kolefnisfangaaðferðir, minnkar orkan sem þarf fyrir ferlið. Og hægt væri að leysa fast sorbent aftur í vatn og endurunnið til endurnotkunar.
Núverandi kolefnisfangatækni hefur mörg viðvarandi vandamál eins og geymsluvandamál, háan orkukostnað o.s.frv. Aðalmálið er notkun fljótandi ísogsefna sem annað hvort gufa upp eða brotna niður með tímanum og þurfa einnig að minnsta kosti 60 prósent af heildarorku til að hita þau sem er mjög hár. Fasta sorbentið í núverandi rannsókn sigraði orkutakmörkunina vegna þess að CO2 er fangað úr kristalluðu föstu bíkarbónatsalti sem þurfti um 24 prósent minni orku. Það var heldur ekkert tap á ísogsefni jafnvel eftir 10 lotur í röð. Þessi minni þörf fyrir orku getur dregið úr kostnaði við kolefnistöku og þegar við skoðum milljarða tonna af CO2 getur þessi aðferð haft mjög áhrif með því að gera losun gróðurhúsalofttegunda að engu með fullnægjandi föngun.
Ein takmörkun þessarar rannsóknar er tiltölulega lágt CO2 getu og frásogshraða sem stafar af takmörkuðum leysni BIG ísogsefnisins í vatn. Vísindamenn eru að skoða að sameina hefðbundin leysiefni eins og amínósýrur við þessi STÓRU sorbent til að takast á við þessa takmörkun. Núverandi tilraun hefur verið gerð í litlum mæli þar sem 99 prósent CO2 var fjarlægt úr útblásturslofti. Það þarf að fínstilla ferlið enn frekar þannig að hægt sé að stækka það til að ná að minnsta kosti tonni af CO2 á hverjum degi og frá hvers kyns mismunandi tegundum losunar. Aðferðin verður að vera öflug við að meðhöndla mengun í losun. Lokamarkmið kolefnisfangatækni væri að fanga CO2 beint úr andrúmsloftinu með því að nota hagkvæma og orkusparandi aðferð.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Williams N o.fl. 2019. CO2-fanga með kristallínu vetnistengdum bíkarbónatþverum. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
