Revolučné zachytávanie CO2: Nový materiál môže zachrániť priemysel!

Revolučné zachytávanie CO2: Nový materiál môže zachrániť priemysel!

V súčasnom výskume zachytávania CO2 sa pozornosť sústreďuje na inovatívne materiály, najmä organické zlúčeniny kovov (MOF). Aktuálna štúdia Helmholtzovho centra Dresden-Rossendorf, Technickej univerzity v Drážďanoch a Univerzity Marie Curie-Skłodowskej v Lubline ukazuje sľubné vlastnosti novo vyvinutého MOF s názvom Calgary Framework 20 (CALF-20). Výsledky publikované v časopise Small zdôrazňujú schopnosti CALF-20 absorbovať CO2 v rôznych podmienkach prostredia.

Vzhľadom na naliehavú potrebu odstrániť oxid uhličitý z priemyselných emisií si priemysel čoraz viac kladie otázky o nákladovo efektívnych riešeniach na zachytávanie a skladovanie tohto skleníkového plynu. CALF-20 vyniká vysokou absorpčnou schopnosťou CO2 a nízkou energetickou náročnosťou na regeneráciu, čo z neho robí ideálneho kandidáta pre reálne aplikácie. Výskum financovaný Nemeckou výskumnou nadáciou poukazuje na nízku interferenciu s vodou, čo je bežný problém s konvenčnými adsorbentmi, ako je aktívne uhlie a zeolity, ktoré sú vo vlhkom prostredí často neúčinné.

Špeciálne vlastnosti CALF-20

Jednou z vynikajúcich vlastností CALF-20 je jeho schopnosť efektívne zachytávať CO2 aj pri čiastočnej vlhkosti. Štúdia ukazuje, že materiál adsorbuje CO2 prednostne pred vodou, čo je obzvlášť dôležité v mierne vlhkých podmienkach. Táto schopnosť bola skúmaná pomocou rôznych experimentálnych techník, ako je pozitrónová anihilačná spektroskopia životnosti (PALS) a in situ prášková rôntgenová difraktometria (PXRD).

Analýza PALS odhalila, že CO2 prijíma štruktúrované usporiadanie v nanopóroch CALF-20, čo je kľúčové pre účinnosť adsorpcie. Zistilo sa tiež, že pri rôznych úrovniach vlhkosti vznikajú rôzne agregované stavy vody, ktoré následne ovplyvňujú absorpciu CO2. Najmä CALF-20 si zachováva významnú adsorpčnú kapacitu pri relatívnej vlhkosti pod 40 percent, čo zdôrazňuje jeho vhodnosť pre rôzne priemyselné prostredia.

Záznamy a priemyselné aplikácie

Súbežne s týmto výskumom spustila Univerzita v Calgary v spolupráci s priemyslom separácie plynov nadchádzajúci testovací postup zachytávania CO2. Používa sa tu novovyvinutý sorbčný materiál CALF-20, ktorý bol testovaný v cementárni vo Vancouveri. Prvé výsledky ukazujú, že až 95 percent CO2 by sa dalo úspešne odstrániť z výfukových prúdov. CALF-20 od januára deteguje jednu tonu CO2 denne, čo podčiarkuje jeho praktickú použiteľnosť.

Tieto úspechy zdôrazňujú globálny vplyv technológie na priemyselné odvetvia produkujúce uhlík, najmä v energeticky náročných regiónoch, ako je Alberta. Kalibrácia a škálovanie tejto technológie bolo dosiahnuté vďaka spolupráci vedcov z rôznych odborov, vrátane Dr. Arvinda Rajendrana a Dr. Toma Wooa, uľahčila sa a dosiahol sa významný pokrok v implementácii materiálu do priemyselných procesov.

Stručne povedané, komplexné štúdie o CALF-20 poskytujú nielen cenné poznatky o zachytávaní CO2, ale tvoria aj základ pre budúci výskum a technologický vývoj v oblasti znižovania CO2. Ide teda o sľubný príklad využitia MOF pri efektívnom zachytávaní skleníkových plynov.