Forradalmi CO2-leválasztás: Az új anyagok megmenthetik az ipart!

Forradalmi CO2-leválasztás: Az új anyagok megmenthetik az ipart!

A CO2-leválasztással kapcsolatos jelenlegi kutatások során a hangsúly az innovatív anyagokon van, különösen a fém-szerves keretvegyületeken (MOF). A Helmholtz Center Dresden-Rossendorf, a Drezdai Műszaki Egyetem és a lublini Maria Curie-Skłodowska Egyetem jelenlegi tanulmánya bemutatja az újonnan kifejlesztett Calgary Framework 20 (CALF-20) MOF ígéretes tulajdonságait. A Small folyóiratban megjelent eredmények rávilágítanak a CALF-20 CO2-elnyelési képességeire különböző környezeti feltételek mellett.

Tekintettel arra, hogy sürgősen el kell távolítani a szén-dioxidot az ipari kibocsátásokból, az ipar egyre gyakrabban tesz fel kérdéseket az üvegházhatású gázok leválasztására és tárolására szolgáló költséghatékony megoldásokról. A CALF-20 kiemelkedik magas CO2-elnyelő képességével és alacsony regenerációs energiaigényével, így ideális jelölt valódi alkalmazásokhoz. A Német Kutatási Alapítvány által finanszírozott kutatás rávilágít az alacsony vízinterferenciára, amely gyakori probléma a hagyományos adszorbensekkel, például az aktív szénnel és a zeolitokkal, amelyek nedves környezetben gyakran nem hatékonyak.

A CALF-20 speciális tulajdonságai

A CALF-20 egyik kiemelkedő tulajdonsága, hogy még részleges páratartalom mellett is hatékonyan képes megkötni a CO2-t. A tanulmány azt mutatja, hogy az anyag elsősorban a CO2-t adszorbeálja, mint a vizet, ami különösen fontos mérsékelten nedves körülmények között. Ezt a képességet különféle kísérleti technikákkal, például pozitron annihilációs élettartam spektroszkópiával (PALS) és in situ por röntgendiffraktometriával (PXRD) vizsgálták.

A PALS elemzés feltárta, hogy a CO2 strukturált elrendezést vesz fel a CALF-20 nanopórusaiban, ami kulcsfontosságú az adszorpció hatékonysága szempontjából. Azt is megállapították, hogy különböző páratartalom mellett a víz különböző halmazállapotai alakulnak ki, amelyek viszont befolyásolják a CO2 abszorpcióját. A CALF-20 különösen jelentős adszorpciós kapacitást tart fenn 40 százalék alatti relatív páratartalom mellett, kiemelve a különféle ipari környezetekben való alkalmazhatóságát.

Pályázat és ipari alkalmazás

Ezzel a kutatással párhuzamosan a Calgary Egyetem a gázleválasztó iparral együttműködve elindított egy közelgő CO2-leválasztási tesztet. Itt az újonnan kifejlesztett CALF-20 szorbens anyagot használják, amelyet egy vancouveri cementgyárban teszteltek. Az első eredmények azt mutatják, hogy a CO2 akár 95 százaléka is sikeresen eltávolítható a kipufogógázból. A CALF-20 január óta napi egy tonna CO2-t észlel, ami alátámasztja gyakorlati alkalmazhatóságát.

Ezek az eredmények kiemelik a technológia globális hatását a szén-dioxid-kibocsátó iparágakra, különösen az olyan energiaintenzív régiókban, mint Alberta. Ennek a technológiának a kalibrálását és méretezését a különböző tudományágak tudósai, köztük Dr. Arvind Rajendran és Dr. Tom Woo együttműködése segítette elő, és jelentős előrelépés történt az anyag ipari folyamatokba történő bevezetésében.

Összefoglalva, a CALF-20-ról szóló átfogó tanulmányok nemcsak a CO2-leválasztásba nyújtanak értékes betekintést, hanem a CO2-csökkentés területén a jövőbeli kutatások és technológiai fejlesztések alapját is képezik. Ezért ez egy ígéretes példa a MOF-ek használatára az üvegházhatású gázok hatékony leválasztására.