Revolutionaire CO2-afvang: nieuw materiaal kan de industrie redden!

Revolutionaire CO2-afvang: nieuw materiaal kan de industrie redden!

In het huidige onderzoek naar CO2-afvang ligt de focus op innovatieve materialen, met name metaal-organische raamwerkverbindingen (MOF’s). Een huidige studie door het Helmholtz Center Dresden-Rossendorf, de Technische Universiteit van Dresden en de Maria Curie-Skłodowska Universiteit in Lublin toont de veelbelovende eigenschappen van de nieuw ontwikkelde MOF genaamd Calgary Framework 20 (CALF-20). De resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Small, benadrukken de capaciteiten van CALF-20 op het gebied van CO2-absorptie onder verschillende omgevingsomstandigheden.

Gezien de dringende noodzaak om koolstofdioxide uit de industriële emissies te verwijderen, stelt de industrie steeds meer vragen over kosteneffectieve oplossingen om dit broeikasgas af te vangen en op te slaan. CALF-20 onderscheidt zich door zijn hoge absorptiecapaciteit voor CO2 en lage energiebehoefte voor regeneratie, waardoor het een ideale kandidaat is voor echte toepassingen. Het onderzoek, gefinancierd door de Duitse Onderzoeksstichting, wijst op lage waterinterferentie, een veelvoorkomend probleem bij conventionele adsorbentia zoals actieve kool en zeolieten, die vaak inefficiënt zijn in vochtige omgevingen.

Bijzondere eigenschappen van CALF-20

Een van de opvallende kenmerken van CALF-20 is het vermogen om effectief CO2 op te vangen, zelfs bij gedeeltelijke vochtigheid. Uit het onderzoek blijkt dat het materiaal CO2 bij voorkeur absorbeert boven water, wat vooral belangrijk is in matig vochtige omstandigheden. Dit vermogen is onderzocht door middel van verschillende experimentele technieken, zoals positron annihilation lifetime spectroscopie (PALS) en in situ poederröntgendiffractometrie (PXRD).

PALS-analyse onthulde dat CO2 een gestructureerde opstelling aanneemt in de nanoporiën van CALF-20, wat cruciaal is voor de efficiëntie van adsorptie. Er werd ook ontdekt dat er bij verschillende vochtigheidsniveaus verschillende aggregatietoestanden van water ontstaan, die op hun beurt de CO2-opname beïnvloeden. In het bijzonder behoudt CALF-20 een aanzienlijk adsorptievermogen bij een relatieve vochtigheid van minder dan 40 procent, wat de geschiktheid ervan voor verschillende industriële omgevingen onderstreept.

Trackrecord en industriële toepassing

Parallel aan dit onderzoek heeft de Universiteit van Calgary, in samenwerking met de gasscheidingsindustrie, een komende testprocedure voor CO2-afvang gelanceerd. Hier wordt het nieuw ontwikkelde sorptiemateriaal CALF-20 gebruikt, dat werd getest in een cementfabriek in Vancouver. Uit de eerste resultaten blijkt dat tot 95 procent van de CO2 met succes uit de uitlaatgassen kan worden verwijderd. CALF-20 detecteert sinds januari één ton CO2 per dag, wat de praktische toepasbaarheid ervan onderstreept.

Deze prestaties benadrukken de mondiale impact van de technologie op koolstofuitstotende industrieën, vooral in energie-intensieve regio's zoals Alberta. De kalibratie en opschaling van deze technologie werd bereikt door de samenwerking van wetenschappers uit verschillende disciplines, waaronder Dr. Arvind Rajendran en Dr. Tom Woo, en er is aanzienlijke vooruitgang geboekt bij de implementatie van het materiaal in industriële processen.

Samenvattend bieden de uitgebreide onderzoeken naar CALF-20 niet alleen waardevolle inzichten in de CO2-afvang, maar vormen ze ook de basis voor toekomstig onderzoek en technologische ontwikkelingen op het gebied van CO2-reductie. Het is daarom een ​​veelbelovend voorbeeld van het gebruik van MOF's bij de effectieve afvang van broeikasgassen.