Revoluční zachycování CO2: Nový materiál by mohl zachránit průmysl!

Revoluční zachycování CO2: Nový materiál by mohl zachránit průmysl!

V současném výzkumu zachycování CO2 se zaměřujeme na inovativní materiály, zejména kovové-organické kostrové sloučeniny (MOF). Aktuální studie Helmholtzova centra Dresden-Rossendorf, Technické univerzity v Drážďanech a Univerzity Marie Curie-Skłodowské v Lublinu ukazuje slibné vlastnosti nově vyvinutého MOF s názvem Calgary Framework 20 (CALF-20). Výsledky publikované v časopise Small zdůrazňují schopnosti CALF-20 v absorpci CO2 za různých podmínek prostředí.

Vzhledem k naléhavé potřebě odstranit oxid uhličitý z průmyslových emisí si průmysl stále více klade otázky o nákladově efektivních řešeních pro zachycování a ukládání tohoto skleníkového plynu. CALF-20 vyniká vysokou absorpční kapacitou pro CO2 a nízkou energetickou náročností na regeneraci, což z něj činí ideálního kandidáta pro reálné aplikace. Výzkum, financovaný německou výzkumnou nadací, zdůrazňuje nízkou interferenci s vodou, což je běžný problém s konvenčními adsorbenty, jako je aktivní uhlí a zeolity, které jsou ve vlhkém prostředí často neúčinné.

Speciální vlastnosti CALF-20

Jednou z vynikajících vlastností CALF-20 je jeho schopnost účinně zachycovat CO2 i při částečné vlhkosti. Studie ukazuje, že materiál adsorbuje CO2 přednostně než vodu, což je zvláště důležité ve středně vlhkých podmínkách. Tato schopnost byla zkoumána pomocí různých experimentálních technik, jako je pozitronová anihilační celoživotní spektroskopie (PALS) a in situ prášková rentgenová difraktometrie (PXRD).

Analýza PALS odhalila, že CO2 přijímá strukturované uspořádání v nanopórech CALF-20, což je klíčové pro účinnost adsorpce. Bylo také zjištěno, že při různých úrovních vlhkosti vznikají různé agregované stavy vody, které následně ovlivňují absorpci CO2. Zejména CALF-20 si zachovává významnou adsorpční kapacitu při relativní vlhkosti pod 40 procent, což zdůrazňuje jeho vhodnost pro různá průmyslová prostředí.

Traťový záznam a průmyslové aplikace

Souběžně s tímto výzkumem zahájila Univerzita v Calgary ve spolupráci s průmyslem separace plynů nadcházející testovací postup zachycování CO2. Je zde použit nově vyvinutý sorbční materiál CALF-20, který byl testován v cementárně ve Vancouveru. První výsledky ukazují, že až 95 procent CO2 by mohlo být úspěšně odstraněno z výfukových proudů. CALF-20 od ledna detekuje jednu tunu CO2 denně, což podtrhuje jeho praktickou použitelnost.

Tyto úspěchy zdůrazňují globální dopad technologie na průmyslová odvětví produkující uhlík, zejména v energeticky náročných regionech, jako je Alberta. Kalibrace a škálování této technologie bylo dosaženo díky spolupráci vědců z různých oborů, včetně Dr. Arvinda Rajendrana a Dr. Toma Woo, a bylo dosaženo významného pokroku v implementaci materiálu do průmyslových procesů.

Stručně řečeno, komplexní studie o CALF-20 poskytují nejen cenné poznatky o zachycování CO2, ale také tvoří základ pro budoucí výzkum a technologický vývoj v oblasti snižování CO2. Jde tedy o slibný příklad využití MOF při efektivním zachycování skleníkových plynů.