Rewolucyjne wychwytywanie CO2: nowy materiał może uratować przemysł!

Rewolucyjne wychwytywanie CO2: nowy materiał może uratować przemysł!

W bieżących badaniach nad wychwytywaniem CO2 nacisk kładziony jest na innowacyjne materiały, w szczególności metaloorganiczne związki szkieletowe (MOF). Aktualne badania przeprowadzone przez Centrum Helmholtza w Dreźnie-Rossendorfie, Politechnikę Dreźnie i Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie pokazują obiecujące właściwości nowo opracowanego MOF o nazwie Calgary Framework 20 (CALF-20). Wyniki opublikowane w czasopiśmie Small podkreślają możliwości CALF-20 w zakresie absorpcji CO2 w różnych warunkach środowiskowych.

Biorąc pod uwagę pilną potrzebę usuwania dwutlenku węgla z emisji przemysłowych, przemysł coraz częściej zadaje pytania dotyczące opłacalnych rozwiązań w zakresie wychwytywania i składowania tego gazu cieplarnianego. CALF-20 wyróżnia się wysoką zdolnością pochłaniania CO2 oraz niskim zapotrzebowaniem na energię do regeneracji, co czyni go idealnym kandydatem do rzeczywistych zastosowań. Badanie, finansowane przez Niemiecką Fundację Badawczą, podkreśla niską interferencję wody, częsty problem w przypadku konwencjonalnych adsorbentów, takich jak węgiel aktywny i zeolity, które często są nieskuteczne w wilgotnym środowisku.

Specjalne właściwości CALF-20

Jedną z wyjątkowych cech CALF-20 jest jego zdolność do skutecznego wychwytywania CO2 nawet przy częściowej wilgotności. Z przeprowadzonych badań wynika, że ​​materiał adsorbuje CO2 preferencyjnie niż wodę, co jest szczególnie istotne w warunkach umiarkowanie wilgotnych. Zdolność tę badano za pomocą różnych technik eksperymentalnych, takich jak spektroskopia czasu życia anihilacji pozytonów (PALS) i proszkowa dyfraktometria rentgenowska in situ (PXRD).

Analiza PALS wykazała, że ​​CO2 przyjmuje uporządkowany układ w nanoporach CALF-20, co ma kluczowe znaczenie dla efektywności adsorpcji. Stwierdzono również, że przy różnych poziomach wilgotności powstają różne stany skupienia wody, które z kolei wpływają na absorpcję CO2. W szczególności CALF-20 utrzymuje znaczną zdolność adsorpcji przy wilgotności względnej poniżej 40 procent, co podkreśla jego przydatność w różnych środowiskach przemysłowych.

Dotychczasowe osiągnięcia i zastosowanie przemysłowe

Równolegle z tymi badaniami Uniwersytet Calgary we współpracy z branżą separacji gazów uruchomił nadchodzącą procedurę testową wychwytywania CO2. Wykorzystywany jest tu nowo opracowany materiał sorbentowy CALF-20, który został przetestowany w cementowni w Vancouver. Wstępne wyniki pokazują, że ze strumieni spalin można skutecznie usunąć do 95 procent CO2. Od stycznia CALF-20 wykrywa jedną tonę CO2 dziennie, co podkreśla jego praktyczne zastosowanie.

Osiągnięcia te podkreślają globalny wpływ tej technologii na gałęzie przemysłu emitujące emisję dwutlenku węgla, szczególnie w regionach energochłonnych, takich jak Alberta. Kalibrację i skalowanie tej technologii udało się osiągnąć dzięki współpracy naukowców z różnych dziedzin, w tym dr Arvinda Rajendrana i dr Toma Woo, a także poczyniono znaczne postępy we wdrażaniu materiału do procesów przemysłowych.

Podsumowując, kompleksowe badania nad CALF-20 nie tylko dostarczają cennych informacji na temat wychwytywania CO2, ale także stanowią podstawę dla przyszłych badań i rozwoju technologicznego w dziedzinie redukcji CO2. Jest to zatem obiecujący przykład wykorzystania MOF do skutecznego wychwytywania gazów cieplarnianych.