Инженеры разрабатывают новый способ удаления диоксида углерода из воздуха

Новый способ удаления диоксида углерода из потока воздуха может оказывать значительное инструмент в борьбе с изменением климата. Новая система может работать на газе практически в любой концентрации, вплоть до примерно 400 частей на миллион в настоящее время находится в атмосфере.

Большинство методов удаления диоксида углерода из потока газа требует более высоких концентрациях, например, в дымовых выбросов от ископаемого топлива на электростанциях. Несколько изменений были разработаны, которые могут работать при низких концентрациях обнаруживается в воздухе, но новый метод значительно менее энергоемкий и дорогостоящий, говорят исследователи.

Метод, основанный на прохождении воздуха через стек заряженных электрохимической пластины, описанные в новой статье в журнале энергетика и экологические науки, МИТ постдок Саак Voskian, который разработал работу в докторскую степень, и т. Алан Хаттон, Ральф Ландау профессор химической инженерии.

Устройство, по существу, большой, специализированный аккумулятор, который поглощает углекислый газ из воздуха (или другого газового потока), проходящего по ее электродов как он заряжается, а потом выпускает газ, а его выписывают. В управления прибора будет просто переключаться между зарядки и разрядки, с свежего воздуха или подачи газа продувается через систему во время цикла зарядки, а потом чистого, концентрированного углекислого газа взорван во время разрядки.

Как зарядка аккумулятора, электрохимическая реакция происходит на поверхности каждой пачки электродов. Эти покрыты соединение называется polyanthraquinone, который составляется с углеродными нанотрубками. Электроды имеют естественное сродство к диоксиду углерода и легко вступают в реакцию с молекулами в транспортируй или подачи газа, даже если он присутствует в очень низких концентрациях. Обратная реакция происходит, когда аккумулятор полностью разряжен, во время которых прибор может обеспечить часть энергии, необходимой для всей системы, и в процессе выдает поток чистого диоксида углерода. Вся система работает при комнатной температуре и обычном давлении воздуха.

«Самое главное преимущество этой технологии по сравнению с большинством других улавливания углерода или углерода освоении технологий является двоякой природы сродство адсорбента к диоксиду углерода», — объясняет Voskian. Иными словами, материала электрода, по своей природе «имеет высокое сродство или никакого сходства,» в зависимости от состояния аккумулятора, заряда и разрядки. Другие реакции использовать для захвата углерода требуют промежуточных химических стадий обработки или ввода значительные энергии, такие как тепло, или перепады давления.

«Этот двоичный сходства обеспечивает улавливание двуокиси углерода от любой концентрации, в том числе 400 частей на миллион, и позволяет свой отпуск в любой поток носителя, в том числе 100 процентов СО2» Voskian говорит. То есть, как любой газ, который течет через стек этих плоских гальванических элементов, при освобождении шаг захваченный углекислый газ будет проходить вместе с ней. Например, если желаемый конечный продукт является чистым углекислым газом, которые будут использоваться в газирование напитков, тогда поток чистого газа может быть взорван через пластины. Добытый газ высвобождается из пластины и присоединяется к потоку.

В некоторых безалкогольных напитков заводы, ископаемого топлива сжигается для выработки углекислого газа нужно давать пить их шипение. Аналогичным образом, некоторые фермеры сжигают природный газ для производства диоксида углерода, чтобы накормить своих растений в теплицах. Новая система могла бы устранить, что необходимо для ископаемых видов топлива в этих приложениях, и в процессе фактически принимая парниковых газов прямо из воздуха, Voskian говорит. Кроме того, чистый углерод диоксид поток может быть сжат и вводят в подполье для долгосрочного захоронения, или даже в топливо через ряд химических и электрохимических процессов.

Процесс эта система использует для захвата и высвобождения углекислого газа «является революционным», — говорит он. «Все это в условиях окружающей среды — нет необходимости для тепловых, давления или химических удобрений. Просто эти очень тонкие листы, с обоих активных поверхностей, которые могут быть сложены в коробку и подключены к источнику электроэнергии».

«В моей лаборатории, мы стремимся разрабатывать новые технологии для решения ряда экологических проблем, которые избежать источниками тепловой энергии, изменения давления в системе, или добавлением химических веществ, в полном разделении и сбросе», — говорит Хаттон. «Эта технология улавливания двуокиси углерода-это наглядная демонстрация силы электрохимических подходов, которые требуют только небольшие колебания напряжения на привод разъединения».

В работе завода, например, на электростанции, где выхлопных газов производится непрерывно-два набора таких стеках электрохимической ячейки может быть установлен бок о бок работать параллельно с дымовым газом направляется сначала в один набор для улавливания, потом переключались на второй набор, первый набор идет в своего цикла разрядки. Чередуя назад и вперед, система всегда может быть как захват и отвода газа. В лаборатории, команда оказалась система выдерживает не менее 7000 зарядки-разрядки циклы, с 30% потери эффективности за это время. Исследователи подсчитали, что они могут легко улучшить, что 20 000 до 50 000 циклов.

Сами электроды могут быть изготовлены стандартными методами химической обработки. В то время как сегодня это делается в лабораторных условиях, она может быть адаптирована так, что в конечном счете они могут быть сделаны в больших количествах через крен-к-крена производственный процесс похож на газету, типографию, Voskian говорит. «Мы разработали очень экономичную технику», — говорит он, оценивая, что она может быть произведено что-то вроде десятков долларов за квадратный метр электрода.

По сравнению с другими существующими технологиями улавливания углерода, эта система вполне работоспособна энергии, используя около ГДж энергии на тонну диоксида углерода в плен, последовательно. Другие существующие методы потребления энергии, которые варьируются от 1 до 10 ГДж / т, в зависимости от входной концентрации диоксида углерода, Voskian говорит.

Исследователи создали компанию под названием Verdox коммерциализировать процесс, и надеемся на развитие экспериментального завода в течение ближайших нескольких лет, говорит он. И система очень легко масштабировать, он говорит: «Если вы хотите получить больше возможностей, вам просто нужно сделать более электродов.»

сделать разницу: спонсорские возможности