شیمیدانان آزمایشگاه ملی Oak Ridge وزارت انرژی روش عملی و با صرفه جویی در جذب دی اکسید کربن (CO2) به طور مستقیم از هوا را نشان داده اند. آنها یافته های خود را در Nature Energy گزارش می دهند . در صورت استقرار در مقیاس بزرگ و همراه با ذخیره زمین شناسی ، این روش ممکن است پرتفوی پاسخ های مربوط به تغییرات آب و هوایی جهانی را تقویت کند.
رادو كاستزلسن از ORNL ، كه این مطالعه را تصحیح و رهبری می كند ، گفت: "فن آوری های انتشار منفی - برای حذف خالص گازهای گلخانه ای از جو" در حال حاضر برای تثبیت آب و هوا ضروری تلقی می شوند. این عقیده نتیجه گیری گزارش اخیر آکادمی ملی علوم را تکرار می کند. وی افزود: "رویکرد جذب مستقیم هوا ، پایه و اساس یک فناوری انتشار منفی انرژی پایدار را فراهم می کند."
این دستاورد براساس یک مطالعه اصولی از شیمیدانان انجام شده در سال گذشته ، که از طریق یک فرآیند دو چرخه بهبود یافته است که سرعت و ظرفیت جذب CO2 را به طرز چشمگیری افزایش داده است ، بهبود می بخشد و کاملاً بازیافت کننده اسید آمینه و ترکیب گانیدین است.
کاهش انتشار CO2 در منبع آنها ارزان تر و آسان تر از بازگرداندن انتشار گازهای گلخانه ای از جو است. صرف نظر از این ، استقرار در مقیاس وسیع فناوریهایی مانند ضبط مستقیم هوا از CO2 ، اکنون برای محدود کردن افزایش میانگین دمای جهانی به 2 درجه سانتیگراد (4 درجه فارنهایت) ضروری به نظر می رسد.
محدود کردن گرم شدن تا 2 درجه سانتیگراد نیاز به گرفتن میلیاردها تن یا گیگاتون CO2 از جو دارد. در اصل ، درختان می توانستند این کار را انجام دهند. كاستلچان گفت ، با این حال ، برای گرفتن CO2 در این مقیاس ، "باید درختانی را در سطح هند به اندازه درختان كشت كنید." نیل ویلیامز ، مؤسس گفت: گرفتن یک گیگاتن CO2 در سال با اسکرابر های صنعتی فقط به 7000 کیلومتر مربع (2700 پوند مربع) نیاز دارد - مسافتی کمتر از جزیره بزرگ هاوایی.
برای مطالعه ORNL اخیر ، ویلیامز و فلاوین Brethomé اسیدهای آمینه را با آب مخلوط كردند تا یك ماده جاذب آبی برای جذب CO2 از هوا ایجاد كنند. اسیدهای آمینه نسبت به سدیم سدیم یا هیدروکسیدهای پتاسیم و یا آمینهای خوش بو ، ایمن تر هستند ، صربنت های مورد استفاده در اسکرابر های CO2 صنعتی.
دانشمندان جذب کننده آب خود را در یک مرطوب کننده خانگی قرار می دهند تا حداکثر تماس بین هوا و جذب کننده را افزایش داده و در نتیجه سرعت جذب CO2 را افزایش دهد. پس از جذب به مایع ، CO2 نمک بی کربنات تشکیل داد.
چارلز سیپ ، همکارش یک ترکیب آلی حاوی گوانیدین ، گروههای شیمیایی رایج در پروتئین ها که می توانند یونهای با بار منفی را به هم وصل کنند ، طراحی و سنتز کرده بود. ویلیامز و برتومه ترکیب گانیدین Seipp را به محلول حاوی اسید آمینه حاوی بی کربنات اضافه کردند ، و نمکی کربنات نامحلول ایجاد کردند که از محلول رسوب می کند و باعث احیا کننده اسید آمینه می شود که قابل بازیافت است.
بخش مهمی از مطالعه ، تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی کاملی از فرایند توسط کاستولسین و میشل کیدر بود که تعیین کرد که برای رانندگی هر واکنش شیمیایی چقدر انرژی لازم است. آخرین مرحله - آزاد کردن CO2 از بلورهای کربنات ، بنابراین می توان آن را در طولانی مدت ذخیره کرد - به ویژه برای توسعه یک فرایند پایدار با انرژی بسیار مهم است. از آنجا که CO2 در یک جامد کربنات گوانیدین گنجانیده شده است ، می توان آن را در دماهای بسیار پایین تر (80-160 درجه سانتیگراد ، یا 176-320 درجه فارنهایت) از نمک های معدنی مورد استفاده در فن آوری های ضبط فعلی آزاد کرد ، که به دمای بیش از 800 درجه نیاز دارند. C (1،472 درجه فارنهایت) برای انتشار CO2. با این وجود ، تجزیه و تحلیل نشان داد گرما مورد نیاز برای رهاسازی CO2 از بلورهای کربنات گوانیدین هنوز هم قابل توجه است.
برای ایجاد فرایند پایدار در کل فرایند انرژی ، كاستالسین تصمیم گرفت از انرژی خورشیدی متمرکز استفاده كند. او یک اجاق گاز خورشیدی را به دست آورد که معمولاً برای پختن غذاها با استفاده از یک آینه سهمیه ای برای تمرکز اشعه خورشید استفاده می شد. کریستالهای کربنات گوانیدین روی یک سینی درون اجاق خورشیدی قرار داده شدند و CO2 در طی یک فرایند بازسازی ترکیب گوانیدین برای بازیافت ، در حداقل 2 دقیقه آزاد شد.
كاستلچان گفت: "استفاده از انرژی تجدید پذیر از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا تا آنجا كه ممكن است می خواهید از تولید بیشتر CO2 در فرآیند تلاش برای جذب آن خودداری كنید." وی گفت: در این آزمایش از گرمای خورشیدی استفاده شده است ، اما گرمای ضایعات - مانند تهویه هوا و نیروگاه ها - نیز کار می کنند.
با پیشروی ، محققان دوست دارند صربنت های ساده تر و مؤثرتر مبتنی بر گوانیدین را طراحی کرده و درک بهتری از جنبه های ساختاری ، ترمودینامیکی و مکانیکی فرایند جذب مستقیم هوا بدست آورند.
كاستلكان توضیح داد: "تمام بلورهایی كه تاكنون ساخته ایم شامل آب هستند كه آنیون های كربنات را هیدراته می كنند." "هنگامی که شما سعی می کنید CO2 را آزاد کنید ، باید آب را نیز از بین ببرید ، و این بیشتر انرژی را مصرف می کند. ما در تلاش هستیم تا لیگاند گوانیدین نسل بعدی را طراحی کنیم که CO2 را به عنوان کربنات" خشک "بپیوندد."
در حال حاضر روند مقیاس ORNL می تواند 100 گرم CO2 را در 24 ساعت ضبط کند.
محققان متقاضی ثبت اختراعات برای توصیف روند هستند. برای مرحله بعدی ، آنها به دنبال شریک صنعتی هستند تا روند کار را از دموی بنچست تا کارخانه آزمایشی و در نهایت کارخانه صنعتی در مقیاس کامل انجام دهد.
عنوان مقاله "ضبط هوای مستقیم CO2 از طریق جذب فاز آبی و انتشار فاز کریستالی با استفاده از انرژی خورشیدی متمرکز" است.
http://bookmarkport.com/story5694422/پمپ-وکیوم-آبی
نظرات شما عزیزان:
