Es wurde eine neue Methode zur Abscheidung von Kohlendioxid entwickelt, um Kohlendioxid aus Emissionen fossiler Brennstoffe abzuscheiden
Treibhausgasemissionen sind der größte Verursacher des Klimawandels. Der Ausstoß kritischer Treibhausgase ist das Ergebnis der großflächigen Industrialisierung und des menschlichen Handelns. Die meisten dieser Treibhausgasemissionen sind von Kohlendioxid (CO2) aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Die Gesamtkonzentration von CO2 in der Atmosphäre ist seit Beginn der Industrialisierung um mehr als 40 Prozent gestiegen. Dieser stetige Anstieg der Treibhausgasemissionen führt zu einer Erwärmung der Umwelt Planet in dem, was als „die globale ErwärmungComputersimulationen haben gezeigt, dass Emissionen für den Anstieg der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde im Laufe der Zeit verantwortlich sind, was auf einen „Klimawandel“ aufgrund von Änderungen in den Niederschlagsmustern, der Schwere des Sturms, dem Meeresspiegel usw. hinweist. Daher werden geeignete Methoden zum „Einfangen“ oder „Einfangen“ entwickelt „Kohlendioxid aus Emissionen ist ein entscheidender Aspekt bei der Bekämpfung des Klimawandels.“ Kohlenstoff Die Abscheidungstechnologie gibt es schon seit Jahrzehnten, hat jedoch aufgrund von Umweltbedenken in letzter Zeit mehr Aufmerksamkeit erlangt.
Eine neue Methode zur COXNUMX-Abscheidung
Das Standardverfahren der Kohlenstoffabscheidung beinhaltet das Abfangen und Abtrennen von CO2 aus einem Gasgemisch, den Transport zur Lagerung und die Lagerung entfernt von der Atmosphäre, normalerweise unter der Erde. Dieser Prozess ist sehr energieintensiv, beinhaltet mehrere technische Probleme, Risiken und Einschränkungen, zum Beispiel eine hohe Wahrscheinlichkeit von Leckagen am Lagerort. Eine neue Studie veröffentlicht in Chem. beschreibt eine vielversprechende Alternative zum Einfangen von Kohlenstoff. Wissenschaftler des Department of Energy USA haben eine einzigartige Methode entwickelt, um CO2 aus Kohlekraftwerken zu entfernen, und dieses Verfahren benötigt 24 Prozent weniger Energie im Vergleich zu Benchmarks, die derzeit in der Industrie eingesetzt werden.
Forscher arbeiteten an natürlich vorkommenden Stoffen bio 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 Unterwasser- for long time which is otherwise impossible.
Eine einzigartige Methode, die weniger Energie benötigt
Basierend auf diesem Verständnis entwickelten sie einen CO2-Trennzyklus, der eine wässrige BIG-Lösung nutzte. Bei dieser speziellen Kohlenstoffabscheidungsmethode leiteten sie Rauchgas durch die Lösung, wodurch sich CO2-Moleküle an das BIG-Sorptionsmittel binden und durch diese Bindung zu einem Feststoff kristallisierten bio 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 Wasser and recycled for reuse.
Aktuelle Technologien zur Kohlenstoffabscheidung haben viele anhaltende Probleme wie Speicherprobleme, hohe Energiekosten usw. Das Hauptproblem ist die Verwendung von flüssigen Sorptionsmitteln, die entweder verdampfen oder sich im Laufe der Zeit zersetzen und außerdem mindestens 60 Prozent der Gesamtenergie zum Erhitzen benötigen, was sehr hoch. Das feste Sorptionsmittel in der aktuellen Studie überwand die Energiebegrenzung, da CO2 aus einem kristallisierten festen Bicarbonatsalz gewonnen wird, das rund 24 Prozent weniger Energie benötigt. Auch nach 10 aufeinanderfolgenden Zyklen trat kein Sorbensverlust auf. Dieser geringere Energiebedarf kann die Kosten für die CO2-Abscheidung senken, und wenn wir Milliarden Tonnen COXNUMX berücksichtigen, kann diese Methode sehr wirksam sein, indem sie die Treibhausgasemissionen durch eine angemessene Abscheidung auf null reduziert.
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 Wasser. 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.
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Quelle (n)
Williams N et al. 2019. CO2-Abscheidung über kristalline wasserstoffgebundene Bicarbonat-Dimere. Chem..
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
