Revolucionāra CO2 uztveršana: jauns materiāls varētu glābt rūpniecību!

Revolucionāra CO2 uztveršana: jauns materiāls varētu glābt rūpniecību!

Pašreizējos pētījumos par CO2 uztveršanu galvenā uzmanība tiek pievērsta inovatīviem materiāliem, jo ​​īpaši metālu un organisko savienojumu savienojumiem (MOF). Pašreizējais Helmholtz centra Drēzdenes-Rosendorfas, Drēzdenes Tehniskās universitātes un Marijas Kirī-Sklodovskas universitātes Ļubļinas pētījums parāda jaunizveidotā MOF, ko sauc par Calgary Framework 20 (CALF-20), daudzsološās īpašības. Rezultāti, kas publicēti žurnālā Small, izceļ CALF-20 spējas absorbēt CO2 dažādos vides apstākļos.

Ņemot vērā steidzamo nepieciešamību noņemt oglekļa dioksīdu no rūpnieciskajām emisijām, nozare arvien biežāk uzdod jautājumus par rentabliem risinājumiem šīs siltumnīcefekta gāzes uztveršanai un uzglabāšanai. CALF-20 izceļas ar augstu CO2 absorbcijas spēju un zemām enerģijas prasībām reģenerācijai, kas padara to par ideālu kandidātu reālam pielietojumam. Pētījums, ko finansē Vācijas Pētniecības fonds, izceļ zemu ūdens traucējumu, kas ir izplatīta problēma ar parastajiem adsorbentiem, piemēram, aktivēto ogli un ceolītiem, kas bieži ir neefektīvi mitrā vidē.

CALF-20 īpašās īpašības

Viena no izcilajām CALF-20 īpašībām ir tā spēja efektīvi uztvert CO2 pat daļēja mitruma apstākļos. Pētījums parāda, ka materiāls adsorbē CO2, nevis ūdeni, kas ir īpaši svarīgi mēreni mitros apstākļos. Šī spēja ir pētīta, izmantojot dažādas eksperimentālas metodes, piemēram, pozitronu iznīcināšanas mūža spektroskopiju (PALS) un in situ pulvera rentgenstaru difraktometriju (PXRD).

PALS analīze atklāja, ka CO2 pieņem strukturētu izvietojumu CALF-20 nanoporās, kas ir ļoti svarīgi adsorbcijas efektivitātei. Tika arī konstatēts, ka pie dažādiem mitruma līmeņiem rodas dažādi ūdens agregāti, kas savukārt ietekmē CO2 absorbciju. Jo īpaši CALF-20 saglabā ievērojamu adsorbcijas spēju pie relatīvā mitruma zem 40 procentiem, uzsverot tā piemērotību dažādām rūpnieciskām vidēm.

Sasniegumi un rūpnieciskais pielietojums

Paralēli šim pētījumam Kalgari Universitāte sadarbībā ar gāzes atdalīšanas nozari ir uzsākusi gaidāmo CO2 uztveršanas testa procedūru. Šeit tiek izmantots jaunizstrādātais sorbents materiāls CALF-20, kas tika pārbaudīts cementa rūpnīcā Vankūverā. Sākotnējie rezultāti liecina, ka no izplūdes gāzu plūsmām var veiksmīgi noņemt līdz pat 95 procentiem CO2. CALF-20 kopš janvāra ir atklājis vienu tonnu CO2 dienā, uzsverot tā praktisko pielietojamību.

Šie sasniegumi izceļ tehnoloģijas globālo ietekmi uz oglekli izstarojošām nozarēm, jo ​​īpaši energoietilpīgajos reģionos, piemēram, Albertā. Šīs tehnoloģijas kalibrēšana un mērogošana tika panākta, sadarbojoties dažādu disciplīnu zinātniekiem, tostarp Dr. Arvindam Rajendranam un Dr. Tomam Vū, un ir panākts ievērojams progress materiāla ieviešanā rūpnieciskajos procesos.

Rezumējot, visaptverošie pētījumi par CALF-20 ne tikai sniedz vērtīgu ieskatu CO2 uztveršanā, bet arī veido pamatu turpmākiem pētījumiem un tehnoloģiju attīstībai CO2 samazināšanas jomā. Tāpēc tas ir daudzsološs piemērs MOF izmantošanai efektīvā siltumnīcefekta gāzu uztveršanā.