Ածխածնի յուրացում՝ հիմնված բիկարբոնատ-ջրի կլաստերների բյուրեղացման վրա. գլոբալ տաքացումը վերահսկելու խոստումնալից մոտեցում

Ածխածնի գրավման նոր մեթոդ է մշակվել հանածո վառելիքի արտանետումներից ածխածնի երկօքսիդը բռնելու համար

Ջերմոցային արտանետումները կլիմայի փոփոխության ամենամեծ ներդրումն են: Կրիտիկական ջերմոցային գազերի արտանետումները լայնածավալ արդյունաբերականացման և մարդկային գործունեության արդյունք են: Այս ջերմոցային արտանետումների մեծ մասը կազմում են ածխաթթու գազ (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 մոլորակ in what is termed as ‘գլոբալ տաքացումքանի որ համակարգչային սիմուլյացիան ցույց է տվել, որ արտանետումները ժամանակի ընթացքում պատասխանատու են երկրի մակերևույթի միջին ջերմաստիճանի բարձրացման համար, ինչը ցույց է տալիս «կլիմայի փոփոխությունը»՝ պայմանավորված անձրևների ձևերի, փոթորկի ուժգնության, ծովի մակարդակի և այլնի փոփոխությամբ: «Ածխածնի երկօքսիդի արտանետումները կլիմայի փոփոխության դեմ պայքարի կարևորագույն ասպեկտն է։ Բնածուխ գրավման տեխնոլոգիան գոյություն ունի տասնամյակներ շարունակ, բայց վերջերս ավելի մեծ ուշադրություն է դարձրել բնապահպանական մտահոգությունների պատճառով:

Ածխածնի գրավման նոր մեթոդաբանություն

The standard procedure of բնածուխ capture involves trapping and separating CO2 from a gaseous mixture, then transporting it to storage and storing it remotely away from the atmosphere usually underground. This process is highly energy intensive, involves several technical issues, risks and limitations, for example, high probability of leakage at the storage site. A new study published in chem նկարագրում է ածխածնի ներգրավման հեռանկարային այլընտրանքը: ԱՄՆ-ի Էներգետիկայի դեպարտամենտի գիտնականները մշակել են ածուխ այրվող էլեկտրակայաններից CO2-ը հեռացնելու եզակի մեթոդ, և այս գործընթացը պահանջում է 24 տոկոսով ավելի քիչ էներգիա՝ համեմատած այն չափանիշների հետ, որոնք ներկայումս կիրառվում են արդյունաբերության մեջ:

Researchers worked on naturally occurring օրգանական 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 ստորջրյա for long time which is otherwise impossible.

Եզակի մեթոդ, որն ավելի քիչ էներգիա է պահանջում

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 օրգանական 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 ջուր and recycled for reuse.

Ածխածնի ընդունման ներկայիս տեխնոլոգիաները շատ մշտական ​​խնդիրներ ունեն, ինչպիսիք են պահեստավորման խնդիրը, էներգիայի բարձր արժեքը և այլն: Առաջնային խնդիրը հեղուկ սորբենտների օգտագործումն է, որոնք ժամանակի ընթացքում կամ գոլորշիանում են կամ քայքայվում, ինչպես նաև պահանջում են ընդհանուր էներգիայի առնվազն 60 տոկոսը դրանք տաքացնելու համար, ինչը շատ է: բարձր. Ընթացիկ հետազոտության մեջ պինդ սորբենտը հաղթահարեց էներգիայի սահմանափակումը, քանի որ CO2-ը ստացվում է բյուրեղացված պինդ բիկարբոնատային աղից, որը պահանջում է մոտ 24 տոկոսով ավելի քիչ էներգիա: Նաև սորբենտի կորուստ չի եղել նույնիսկ 10 անընդմեջ ցիկլից հետո։ Էներգիայի այս ցածր կարիքը կարող է նվազեցնել ածխածնի ներգրավման ծախսերը, և երբ մենք հաշվի ենք առնում միլիարդավոր տոննա CO2, այս մեթոդը կարող է շատ ազդեցիկ լինել՝ ջերմոցային արտանետումները զրոյացնելով համարժեք գրավման միջոցով:

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 ջուր. 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.

***

{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական ​​հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}

Աղբյուրը (ներ)

Ուիլյամս Ն et al. 2019. CO2-ի գրավում բյուրեղային ջրածնային կապով բիկարբոնատային դիմերների միջոցով: chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025