Er lim svaret på klimakrisen?

Er lim svaret på klimaændringer? Forskere ved Energy Safety Research Institute (ESRI) ved Swansea University har bevist, at det bestemt kunne hjælpe. De har udviklet et nyt materiale, der er i stand til at opfange drivhusgassen kuldioxid (CO ₂ ) hvor nøgleingrediensen er en almindelig epoxyharpiks, du sandsynligvis har derhjemme.

Kulstoffangende materialer er en afgørende del af en række teknologier, sideløbende med vedvarende energi og energieffektivitetsløsninger, der kan hjælpe med at reducere mængden af ​​CO ₂ vi slipper ud i atmosfæren.

"Vi viser, at små epoxymolekyler, der typisk findes i lim, kan klæbe større sammen for at gøre effektive kulstoffangstmaterialer potentielt nyttige til at tackle klimaændringer, " sagde Dr. Enrico Andreoli, leder af forskningsstudiet, der nu er genstand for et papir offentliggjort i Materialernes kemi .

Dr. Louise Hamdy, avisens første forfatter, tilføjede "Vi har udviklet en ny tilgang til at lave en effektiv CO ₂ indfange materiale fra et bredt undersøgt CO ₂ -reaktiv polyamin ved reaktion med en industrielt masseproduceret epoxyharpiks. Dette materiale viser meget højt CO ₂ optagelse og potentielt kan bruges til at fange CO ₂ fra industrielle røggasstrømme eller fra luften, befrier os fra nogle af de værste virkninger af global opvarmning."

Nuværende CO ₂ capture -teknologier skal være betydeligt avancerede. Store udfordringer omfatter materialeomkostninger, kapacitet, CO ₂ -selektivitet, regenerering, robusthed og stabilitet over for vand. Solid CO ₂ indfangningsmaterialer sammensat af polyaminer understøttet på aluminiumoxid eller silica har vist sig som lovende kulstoffangstmaterialer. Imidlertid, i stedet for at følge trop, forskerne ved ESRI tværbundede polyaminen til et fast stof ved at bruge epoxyharpiks - der kun udgjorde en tiendedel af materialets masse - og maksimerede CO ₂ -reaktiv komponent og undgå brug af en støtte. "Dette bekræfter gyldigheden af ​​min oprindelige idé om at bruge tværbinding som et alternativ til voluminøse understøtninger, sagde Andreoli.

Det tværbundne materiale modificeret med et hydrofobt additiv fangede næsten 20% af dets vægt i rent CO ₂ ved 90°C. Dette fund bekræftede en tidligere hypotese om, at introduktion af hydrofobe grupper kan forstyrre den indre struktur af materialet til fremme af CO ₂ optagelse af polyaminen. Tilsætningsstoffet øgede ikke kun mængden af ​​opfanget CO ₂ men gjorde det ved en lavere temperatur. Hamdy kommenterede, "Dette fund er vigtigt, da det beviser, at gennem introduktionen af ​​tilsætningsstoffer, vi kan finjustere disse materialer til optimal ydeevne ved specifikke arbejdstemperaturer. "

Eksperimenter afslørede, at den funktionaliserede prøve var yderst selektiv for CO ₂ over nitrogen (N2), viser ubetydelig optagelse af N2. Selektivitet blev yderligere undersøgt ved at teste materialets ydeevne under røggaslignende forhold. Dette afslørede, at prøven kunne fange 9,5% af sin vægt i CO ₂ under en fortyndet CO ₂ strøm på 10% CO ₂ /90 % N2 ved 90 °C på kun 15 minutter. Ved at udsætte materialet for gentagne optagelsescyklusser, at øge temperaturen til 155 °C under ren CO ₂ i 5 minutter for at regenerere, materialet viste intet tab af kapacitet i 29 cyklusser, vidnesbyrd om materialets robusthed.

Det funktionaliserede materiale klarede sig også usædvanligt godt under fugtige forhold - ofte en kæmpe udfordring for mange CO ₂ sorberende faste stoffer. Ved 25 °C, i ren CO ₂ , det præhydrerede materiale var i stand til at fange imponerende 23,5 %. Dette åbner mulighed for, at dette materiale udvikles til opsamling af CO ₂ direkte fra luften.

"Denne forskning definerer en ny og lovende retning for økonomiske og effektive kulstoffangstmaterialer. Vores institut har et stærkt fokus på at udvikle og implementere nye teknologier inden for kulstoffangst, udnyttelse, og opbevaring. Dette papir er bevis på niveauet af vores ekspertise, " sagde professor Andrew Barron, grundlægger og direktør for ESRI.