Når vi kan fange CO2 -emissioner, her er hvad vi kunne gøre med det

De tusinder af tons kuldioxid (CO2), der udsendes fra kraftværker hvert år, behøver ikke at gå i atmosfæren. Forskere er optimistiske med, at vi inden for det næste årti vil være i stand til at fange CO2 -affald til en overkommelig pris og omdanne det til nyttige molekyler til råstoffer, biobrændstoffer, lægemidler, eller vedvarende brændstoffer. Den 29. marts i journalen Joule , et team af canadiske og amerikanske forskere beskriver deres vision for, hvad vi skal lave med CO2, og hvordan vi kan klare det.

"Ligesom hvordan en plante tager kuldioxid, sollys, og vand til at lave sukker til sig selv, vi er interesserede i at bruge teknologi til at tage energi fra solen eller andre vedvarende kilder til at omdanne CO2 til små byggestenmolekyler, som derefter kan opgraderes ved hjælp af traditionelle kemiske midler til kommerciel brug, "siger Phil De Luna, en ph.d. -kandidat i materialevidenskab. "Vi henter inspiration fra naturen og gør det hurtigere og mere effektivt."

De Luna er første forfatter på papiret sammen med postdoktor Oleksandr Bushuyev, som begge er medlemmer af Edward Sargent Lab ved University of Toronto. Sargent, seniorforfatteren, er professor i Institut for Elektroteknik og Computer Engineering.

Deres analyse identificerede en række mulige små molekyler, der giver økonomisk mening og kan laves ved at konvertere fanget CO2. For energilagringsbehov, brint, metan, og etan kunne bruges i biobrændstoffer. Derudover ethylen og ethanol kunne tjene som byggesten til en række forbrugsvarer, og CO2-afledt myresyre kunne bruges af medicinalindustrien eller som brændstof i brændselsceller.

Mens de nuværende teknologier, der kan fange CO2 -affald, stadig er i deres barndom, med nye start-ups, der i øjeblikket udvikler strategier til kommerciel brug, forskerne forestiller sig, at de kommende årtier vil medføre store forbedringer for at gøre CO2 -opsamling og konvertering til virkelighed. Inden for 5 til 10 år, elektrokatalyse - som stimulerer kemiske reaktioner gennem elektricitet - kan være en vej ind i denne proces. Og 50 år eller mere ned ad linjen, molekylære maskiner eller nanoteknologi kunne drive konvertering.

"Dette er stadig teknologi til fremtiden, "siger Bushuyev, "men det er teoretisk muligt og gennemførligt, og vi er begejstrede for dens omfang og implementering. Hvis vi fortsætter med at arbejde på dette, det er et spørgsmål om tid, før vi har kraftværker, hvor der udledes CO2, fanget, og konverterede. "

Forfatterne er klar over begrænsningerne ved kulstofopsamling og -konvertering. Først, det er blevet kritiseret for ikke at være økonomisk gennemførligt, især på grund af omkostningerne ved elektricitet til at få disse kemiske reaktioner til at finde sted, men dette vil sandsynligvis falde, da vedvarende energi bliver udbredt over tid. Sekund, der er få fabrikker med et højt kulstofaftryk, der udsender rent CO2, som er nødvendig for konvertering, men teknologi, der kan hjælpe med dette problem, er under udvikling.

"Motivationen til at skrive dette stykke er, at vi ønskede klar indsigt i, om dette kunne være økonomisk rentabelt, og om det er værd at bruge tiden på at investere i det, "De Luna siger." Dette papir viser en vej til, hvad vi kan gøre med kuldioxidomdannelse i de kommende årtier. "

Mange indsigter til analysen blev udviklet i samarbejde med Ling Tao, Genevieve Saur, og Jao ​​van de Lagemaat ved US National Renewable Energy Laboratory.