Carbonopsamling tager en svampelignende form med ny omkostningseffektiv metode

Et internationalt hold af videnskabsmænd bruger porøse, svampelignende materialer, der kan fange kuldioxid i deres hulrum, samtidig med at andre gasser som nitrogen kan passere igennem.

Materialerne er fremstillet af sukker og billige alkalimetalsalte, så de ville være billige nok til storskala-implementering, og de kunne være særligt effektive til at begrænse miljøskader fra kulfyrede kraftværker.

Holdets papir er udgivet i Angewandte Chemie , en publikation fra German Chemical Society. Phillip Milner, assisterende professor i kemisk og kemisk biologi ved Cornell University, ledede samarbejdet.

I de sidste 100 år har den førende metode til kulstoffangst i kemien været en proces kendt som aminscrubbing. Aminer er organiske, ammoniakafledte forbindelser, der indeholder nitrogen. I en vandig opløsning er de i stand til selektivt at fjerne kuldioxid fra gasblandinger. Men ilt nedbryder dem, hver gang de cykles, hvilket betyder, at der skal produceres mere og mere af materialet, hvilket øger omkostningerne.

I stedet for at forsøge at finde ud af, hvordan man kan overvinde oxidationsproblemet i aminer, har Milners laboratorium eksperimenteret med en anden familie af materialer og designet dem specifikt til kuldioxidopsamling.

Det nye projekt fokuserer på svampelignende materialer, der indeholder hydroxidsteder i deres porer. Typisk reagerer opløsninger af hydroxidsalte reversibelt med kuldioxid og danner bicarbonatsalte, såsom bagepulver, der fanger kuldioxiden. Men for at regenerere hydroxidsaltet skal materialet varmes op til 500 til 800 grader Celsius – ingen nem opgave, og heller ikke en billig en.

Hovedforfatter og ph.d.-studerende Mary Zick fandt ud af, at ved at inkorporere bundter af sukkermolekyler kaldet cyclodextriner som en starter og koge dem med alkalimetalsalte i vand, kunne hun skabe et svampelignende materiale, der er fyldt med hulrum, hvori kuldioxid binder sig stærkt, men hvori andre gasser såsom nitrogen let passerer igennem.

"Kul-emissioner er stadig den menneskeskabte bidragyder nummer 1 til kuldioxid-emissioner i verden," sagde Milner. "Det, der er rart ved dette arbejde, er, at Mary ikke kun fandt et materiale, der er nyttigt til kuldioxidopsamling fra kulrøggas, men hun skitserede struktur-egenskabsrelationerne, der vil give os mulighed for at designe materialer til andre applikationer, som f.eks. at opfange CO₂ fra naturgasfyrede kraftværker, samt måske endda fra luft, hvilket er en af ​​vor tids helt store udfordringer." + Udforsk videre

Lab gør plastikaffald, der er svært at behandle, til kulstoffangstmester