Revolutionerande CO2-avskiljning: Nytt material kan rädda industrin!

Revolutionerande CO2-avskiljning: Nytt material kan rädda industrin!

I aktuell forskning om CO2-avskiljning ligger fokus på innovativa material, särskilt metallorganiska ramverksföreningar (MOF). En aktuell studie av Helmholtz Center Dresden-Rossendorf, Dresdens tekniska universitet och Maria Curie-Skłodowska universitetet i Lublin visar de lovande egenskaperna hos den nyutvecklade MOF kallad Calgary Framework 20 (CALF-20). Resultaten, publicerade i tidskriften Small, belyser CALF-20:s kapacitet i CO2-absorption under olika miljöförhållanden.

Med tanke på det akuta behovet av att ta bort koldioxid från industriella utsläpp, ställer industrin alltmer frågor om kostnadseffektiva lösningar för att fånga upp och lagra denna växthusgas. CALF-20 utmärker sig genom sin höga absorptionsförmåga för CO2 och låga energibehov för regenerering, vilket gör den till en idealisk kandidat för verkliga applikationer. Forskningen, finansierad av den tyska forskningsstiftelsen, belyser låg vatteninterferens, ett vanligt problem med konventionella adsorbenter som aktivt kol och zeoliter, som ofta är ineffektiva i fuktiga miljöer.

Specialegenskaper hos CALF-20

En av de enastående egenskaperna hos CALF-20 är dess förmåga att effektivt fånga upp CO2 även under partiell luftfuktighet. Studien visar att materialet adsorberar CO2 företrädesvis framför vatten, vilket är särskilt viktigt under måttligt fuktiga förhållanden. Denna förmåga har undersökts genom olika experimentella tekniker såsom positronförintelselivstidsspektroskopi (PALS) och in situ pulverröntgendiffraktometri (PXRD).

PALS-analys visade att CO2 antar ett strukturerat arrangemang i nanoporerna i CALF-20, vilket är avgörande för effektiviteten av adsorptionen. Man fann också att vid olika fuktighetsnivåer uppstår olika aggregattillstånd av vatten, vilket i sin tur påverkar CO2-absorptionen. I synnerhet bibehåller CALF-20 betydande adsorptionskapacitet vid relativ luftfuktighet under 40 procent, vilket framhäver dess lämplighet för olika industriella miljöer.

Meritlista och industriell tillämpning

Parallellt med denna forskning har University of Calgary, i samarbete med gasseparationsindustrin, lanserat en kommande testprocedur för CO2-avskiljning. Här används det nyutvecklade sorbentmaterialet CALF-20, som testats i en cementfabrik i Vancouver. De första resultaten visar att upp till 95 procent av CO2 framgångsrikt kunde avlägsnas från avgasströmmarna. CALF-20 har detekterat ett ton CO2 per dag sedan januari, vilket understryker dess praktiska användbarhet.

Dessa prestationer belyser teknikens globala inverkan på koldioxidutsläppande industrier, särskilt i energiintensiva regioner som Alberta. Kalibreringen och skalningen av denna teknik har uppnåtts genom samarbete mellan forskare från olika discipliner, inklusive Dr. Arvind Rajendran och Dr. Tom Woo, och betydande framsteg har gjorts när det gäller att implementera materialet i industriella processer.

Sammanfattningsvis ger de omfattande studierna om CALF-20 inte bara värdefulla insikter om CO2-avskiljning, utan utgör också grunden för framtida forskning och teknisk utveckling inom området CO2-reduktion. Det är därför ett lovande exempel på användningen av MOF för effektiv avskiljning av växthusgaser.