Et bæredygtigt nyt materiale til kuldioxidopsamling

I en fælles forskningsundersøgelse fra Sverige, forskere fra Chalmers University of Technology og Stockholm University har udviklet et nyt materiale til at opfange kuldioxid. Det nye materiale giver mange fordele - det er bæredygtigt, har en høj fangsthastighed, og har lave driftsomkostninger. Forskningen er blevet publiceret i tidsskriftet ACS anvendte materialer og grænseflader .

CarboN capture and storage (CCS) er en teknologi, der tiltrækker meget opmærksomhed og debat. Store investeringer og initiativer er i gang fra både politikere og industri for at opfange kuldioxidudledninger og tackle klimaforandringerne. Indtil nu, de involverede materialer og processer har været forbundet med betydelige negative bivirkninger og høje omkostninger. Men nu, ny forskning fra Chalmers University of Technology og Stockholm University i Sverige har vist muligheden for en bæredygtig, lavprisalternativ med fremragende, selektive kuldioxid-opfangende egenskaber.

Det nye materiale er et biobaseret hybridskum tilsat en høj mængde CO ₂ -adsorberer zeolitter, " mikroporøse aluminosilicater. Dette materiale har vist sig at have meget lovende egenskaber. De porøse, åben struktur af materialet giver det en stor evne til at adsorbere kuldioxiden.

"I det nye materiale, vi tog zeolitter, som har fremragende evner til at opfange kuldioxid, og kombinerede dem med gelatine og cellulose, som har stærke mekaniske egenskaber. Sammen, dette gør en holdbar, letvægts, stabilt materiale med høj genanvendelighed. Vores forskning har vist, at cellulosen ikke forstyrrer zeolitternes evne til at adsorbere kuldioxid. Cellulose og zeolitter skaber derfor tilsammen en miljøvenlig, billigt materiale, " siger Walter Rosas Arbelaez, Ph.D. studerende ved Chalmers' Institut for Kemi og Kemiteknik og en af ​​forskerne bag undersøgelsen.

Forskernes arbejde har givet vigtig viden og viser vejen for videreudvikling af bæredygtig kulstoffangstteknologi. I øjeblikket, den førende CCS-teknologi bruger 'aminer, " suspenderet i en opløsning. Denne metode har flere problemer - aminer er i sagens natur miljøvenlige, større og tungere volumener er påkrævet, og løsningen forårsager korrosion i rør og tanke. Derudover der kræves meget energi for at adskille den opfangede kuldioxid fra aminopløsningen til genbrug. Det materiale, der nu præsenteres, undgår alle disse problemer. I fremtidige ansøgninger, filtre af forskellig art kunne let fremstilles.

"Denne forskning passer godt med den igangværende udvikling inden for CCS og CCU (Carbon Capture and Utilisation) teknologi, som et bæredygtigt alternativ med stort potentiale. Ud over at biobaserede materialer er mere miljøvenlige, materialet er et fast stof - når først kuldioxiden er blevet fanget, det er derfor nemmere og mere effektivt at adskille det end fra de flydende aminopløsninger, siger professor Anders Palmqvist, forskningsleder for studiet på Chalmers.

Zeolitter har været foreslået til kulstoffangst i lang tid, men indtil videre, hindringen har været så almindelig, større zeolitpartikler er svære at arbejde med, når de behandles og implementeres i forskellige applikationer. Dette har forhindret dem i at blive brugt optimalt. Men måden zeolitpartiklerne er blevet fremstillet denne gang - som mindre partikler i en suspension - betyder, at de let kan inkorporeres i og understøttes af det meget porøse celluloseskum. At overvinde denne forhindring har været et vigtigt gennembrud for den nuværende undersøgelse.

"Det, der overraskede os mest, var, at det var muligt at fylde skummet med så høj en andel af zeolitter. Da vi nåede 90 vægt-%, vi indså, at vi havde opnået noget ekstraordinært. Vi ser vores resultater som en meget interessant brik i puslespillet i søgen efter en løsning på den komplekse udfordring med at kunne reducere mængden af ​​kuldioxid i Jordens atmosfære hurtigt nok til at opfylde klimamålene, " siger Walter Rosas Arbelaez.