O nouă metodă de captare a carbonului a fost concepută pentru a capta dioxidul de carbon din emisiile de combustibili fosili
Emisiile cu efect de seră sunt cel mai mare contributor la schimbările climatice. Emisiile de gaze critice cu efect de seră sunt rezultatul industrializării pe scară largă și al activității umane. Cele mai multe dintre aceste emisii cu efect de seră sunt de dioxid de carbon (CO2) din arderea combustibililor fosili. Concentrația totală de CO2 în atmosferă a crescut cu peste 40 la sută încă de la începutul erei industrializării. Această creștere constantă a emisiilor cu efect de seră încălzește planetă în ceea ce se numește „încălzirii globale„ deoarece simulările computerizate au arătat că emisiile sunt responsabile pentru creșterea temperaturii medii de suprafață a pământului în timp, indicând „schimbarea climatică” din cauza modificărilor tiparelor de precipitații, severitatea furtunilor, nivelul mării etc. Astfel, se dezvoltă modalități adecvate de „capcană sau captura „Dioxidul de carbon din emisii este un aspect critic al combaterii schimbărilor climatice. Carbon tehnologia de captare există de zeci de ani, dar recent a căpătat mai multă atenție din cauza preocupărilor de mediu.
O nouă metodologie de captare a carbonului
Procedura standard a carbon captarea implică captarea și separarea CO2 dintr-un amestec gazos, apoi transportarea acestuia la depozitare și depozitarea lui la distanță departe de atmosferă, de obicei subteran. Acest proces este foarte consumator de energie, implică mai multe probleme tehnice, riscuri și limitări, de exemplu, probabilitate mare de scurgere la locul de depozitare. Un nou studiu publicat în Chem descrie o alternativă promițătoare pentru captarea carbonului. Oamenii de știință de la Departamentul de Energie din SUA au dezvoltat o metodă unică de a elimina CO2 din centralele electrice pe cărbune și acest proces necesită cu 24% mai puțină energie în comparație cu valorile de referință care sunt implementate în prezent în industrie.
Cercetătorii au lucrat la existența naturală organic compuși numiți bis-iminoguanidine (BIG) care au capacitatea de a se lega de anioni încărcați negativ, așa cum s-a văzut în studiile anterioare. Ei au crezut că această proprietate particulară a BIG-urilor ar trebui să fie aplicabilă și anionilor bicarbonat. Deci, BIG-urile pot acționa ca un sorbent (o substanță care colectează alte molecule) și pot transforma CO2 în calcar solid (carbonat de calciu). Varul sodic este un amestec de hidroxid de calciu și sodiu folosit de scafandri, submarine și alte medii de respirație închise pentru a filtra aerul expirat și pentru a preveni orice acumulare periculoasă de CO2. Aerul poate fi apoi reciclat de mai multe ori. De exemplu, respiratoarele pentru scafandri le permit să rămână sub apă mult timp, ceea ce altfel este imposibil.
O metodă unică care necesită mai puțină energie
Pe baza acestei înțelegeri, au dezvoltat un ciclu de separare a CO2 care a folosit o soluție apoasă BIG. În această metodă specială de captare a carbonului, ei au trecut gazele de ardere prin soluție care a făcut ca moleculele de CO2 să se lege de sorbentul BIG și această legare le-ar cristaliza într-un tip solid de organic calcar. Când aceste solide au fost încălzite la 120 de grade Celsius, CO2 legat ar fi eliberat care ar putea fi apoi stocat. Deoarece acest proces are loc la temperaturi relativ mai scăzute în comparație cu metodele existente de captare a carbonului, energia necesară procesului este redusă. Și, sorbentul solid ar putea fi dizolvat din nou în de apă și reciclate pentru reutilizare.
Tehnologiile actuale de captare a carbonului au multe probleme persistente, cum ar fi probleme cu stocarea, costul ridicat al energiei etc. Problema principală este utilizarea absorbanților lichizi care fie se evaporă, fie se descompun în timp și necesită, de asemenea, cel puțin 60% din energia totală pentru încălzire, ceea ce este foarte înalt. Adsorbantul solid din studiul actual a depășit limitarea energetică, deoarece CO2 este captat dintr-o sare de bicarbonat solid cristalizat, care a necesitat cu aproximativ 24% mai puțină energie. De asemenea, nu a existat nicio pierdere de sorbent chiar și după 10 cicluri consecutive. Această nevoie mai mică de energie poate reduce costurile captării carbonului și, atunci când luăm în considerare miliarde de tone de CO2, această metodă poate avea un impact foarte mare, anulând emisiile cu efect de seră printr-o captare adecvată.
O limitare a acestui studiu este capacitatea relativ scăzută de CO2 și rata de absorbție, care se datorează solubilității limitate a sorbantului BIG în de apă. Cercetătorii urmăresc combinarea solvenților tradiționali, cum ar fi aminoacizii, cu acești absorbanți MARI pentru a aborda această limitare. Actualul experiment a fost făcut la scară mică, în care 99% CO2 a fost eliminat din gazele de eșapament. Procesul trebuie optimizat în continuare, astfel încât să poată fi extins pentru a capta cel puțin o tonă de CO2 în fiecare zi și de la orice tipuri diferite de emisii. Metoda trebuie să fie robustă în gestionarea poluărilor din emisii. Scopul final al unei tehnologii de captare a carbonului ar fi captarea directă a CO2 din atmosferă, folosind o metodă accesibilă și eficientă din punct de vedere energetic.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Williams N și colab. 2019. Captură CO2 prin dimeri cristalini de bicarbonat legați cu hidrogen. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
