Kaedah penangkapan karbon baharu telah direka untuk menangkap karbon dioksida daripada pelepasan bahan api fosil
Pelepasan rumah hijau adalah penyumbang terbesar ke arah perubahan iklim. Pembebasan gas rumah hijau kritikal adalah hasil daripada perindustrian berskala besar dan aktiviti manusia. Kebanyakan pelepasan rumah hijau ini adalah daripada karbon dioksida (CO2) daripada pembakaran bahan api fosil. Jumlah kepekatan CO2 di atmosfera telah meningkat lebih daripada 40 peratus sejak era perindustrian bermula. Peningkatan berterusan dalam pelepasan rumah hijau ini memanaskan planet dalam apa yang disebut sebagai 'pemanasan global' kerana simulasi komputer telah menunjukkan bahawa pelepasan bertanggungjawab untuk peningkatan purata suhu permukaan bumi dari semasa ke semasa yang menunjukkan 'perubahan iklim' disebabkan oleh perubahan dalam corak hujan, keterukan ribut, paras laut dan lain-lain. Oleh itu, membangunkan cara yang sesuai untuk 'memerangkap atau menangkap 'karbon dioksida daripada pelepasan adalah aspek kritikal dalam menangani perubahan iklim. Carbon teknologi tangkapan telah wujud selama beberapa dekad tetapi baru-baru ini memperoleh lebih tumpuan kerana kebimbangan alam sekitar.
Metodologi penangkapan karbon baharu
Prosedur standard bagi karbon tangkapan melibatkan memerangkap dan mengasingkan CO2 daripada campuran gas, kemudian mengangkutnya ke tempat simpanan dan menyimpannya dari jauh dari atmosfera yang biasanya di bawah tanah. Proses ini sangat intensif tenaga, melibatkan beberapa isu teknikal, risiko dan had, contohnya, kebarangkalian tinggi kebocoran di tapak penyimpanan. Satu kajian baru diterbitkan dalam Kim menerangkan alternatif yang menjanjikan untuk menangkap karbon. Para saintis di Jabatan Tenaga USA telah membangunkan kaedah unik untuk mengeluarkan CO2 daripada loji janakuasa pembakaran arang batu dan proses ini memerlukan 24 peratus kurang tenaga jika dibandingkan dengan penanda aras yang digunakan pada masa ini dalam industri.
Penyelidik bekerja secara semula jadi organik sebatian yang dipanggil bis-iminoguanidines (BIGs) yang mempunyai keupayaan untuk mengikat anion bercas negatif seperti yang dilihat kajian sebelum ini. Mereka berpendapat bahawa sifat khusus BIG ini juga harus digunakan untuk anion bikarbonat. Jadi BIG boleh bertindak seperti sorben (bahan yang mengumpul molekul lain) dan menukar CO2 menjadi batu kapur pepejal (kalsium karbonat). Limau soda ialah campuran kalsium dan natrium hidroksida yang digunakan oleh penyelam skuba, kapal selam dan persekitaran pernafasan tertutup lain untuk menapis udara yang dihembus dan menghalang sebarang pengumpulan CO2 yang berbahaya. Udara kemudiannya boleh dikitar semula beberapa kali. Contohnya, rebreathers untuk penyelam skuba membolehkan mereka kekal dalam air untuk masa yang lama yang sebaliknya mustahil.
Kaedah unik yang memerlukan kurang tenaga
Berdasarkan pemahaman ini mereka membangunkan kitaran pemisahan CO2 yang menggunakan larutan BIG berair. Dalam kaedah penangkapan karbon tertentu ini, mereka menyalurkan gas serombong melalui larutan yang menyebabkan molekul CO2 terikat kepada sorben BESAR dan pengikatan ini akan mengkristalkannya menjadi jenis pepejal. organik Batu kapur. Apabila pepejal ini dipanaskan hingga 120 darjah Celsius, CO2 yang terikat akan dibebaskan yang kemudiannya boleh disimpan. Memandangkan proses ini berlaku pada suhu yang agak rendah berbanding kaedah penangkapan karbon sedia ada, tenaga yang diperlukan untuk proses tersebut dikurangkan. Dan, sorben pepejal boleh dilarutkan semula air dan dikitar semula untuk digunakan semula.
Teknologi penangkapan karbon semasa mempunyai banyak isu yang berterusan seperti masalah penyimpanan, kos tenaga yang tinggi dan lain-lain. Isu utama ialah penggunaan sorben cecair yang sama ada menguap atau terurai dari semasa ke semasa dan juga memerlukan sekurang-kurangnya 60 peratus daripada jumlah tenaga untuk memanaskannya yang sangat tinggi. Sorben pepejal dalam kajian semasa mengatasi had tenaga kerana CO2 ditangkap daripada garam bikarbonat pepejal terhablur yang memerlukan tenaga sekitar 24 peratus lebih rendah. Terdapat juga tiada kehilangan sorben walaupun selepas 10 kitaran berturut-turut. Keperluan tenaga yang lebih rendah ini boleh mengurangkan kos tangkapan karbon dan apabila kita mempertimbangkan berbilion tan CO2, kaedah ini boleh memberi kesan dengan menjadikan pelepasan rumah hijau sebagai tangkapan yang mencukupi.
Satu batasan kajian ini adalah kapasiti CO2 yang agak rendah dan kadar penyerapan yang disebabkan oleh keterlarutan terhad BIG sorben dalam air. Penyelidik sedang melihat untuk menggabungkan pelarut tradisional seperti asid amino kepada sorben BESAR ini untuk menangani had ini. Percubaan semasa telah dilakukan pada skala kecil di mana 99 peratus CO2 telah dikeluarkan daripada gas ekzos. Proses tersebut perlu dioptimumkan lagi supaya ia boleh ditingkatkan untuk menangkap sekurang-kurangnya satu tan CO2 setiap hari dan daripada sebarang jenis pelepasan yang berbeza. Kaedah ini mestilah teguh dalam mengendalikan pencemaran dalam pelepasan. Matlamat utama teknologi penangkapan karbon adalah untuk menangkap CO2 secara langsung daripada atmosfera dengan menggunakan kaedah yang berpatutan dan cekap tenaga.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Williams N et al. 2019. Tangkapan CO2 melalui Dimer Bikarbonat Berikat Hidrogen Kristal. Kim.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
