211service.com
Geresnis anglies dioksido surinkimo būdas
Tyrėjai sukūrė porėtas medžiagas, kurios gali sugerti 80 kartų daugiau nei anglies dioksidas, o tai suteikia nuostabią galimybę, kad šiltnamio efektą sukeliančias dujas būtų galima pigiai išvalyti iš elektrinių dūmtraukių. Naujoms medžiagoms sugėrus anglies dioksidą, jis gali būti išleistas keičiantis slėgiui, suspaustas ir galiausiai pumpuojamas po žeme ilgalaikiam saugojimui.
Anglį sulaikantys kristalai: Tai naujos medžiagos, kuri gali ištraukti anglies dioksidą iš dujų srauto, optinė mikrografija, leidžianti izoliuoti šiltnamio efektą sukeliančias dujas.
Toks anglies dioksido surinkimas ir sekvestracija gali būti labai svarbūs siekiant sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą, ypač tokiose šalyse kaip Jungtinės Valstijos, kurios labai priklauso nuo anglies elektros energijos gamybai. Pirmasis etapas, anglies surinkimas, yra ypač svarbus, nes jis gali sudaryti 75 procentus visų išlaidų. Pasak Energetikos departamento .
Naujos medžiagos, aprašytos šią savaitę Mokslas , sukūrė UCLA mokslininkai, vadovaujami Omaras Yaghi chemikas, žinomas dėl sudėtingų mikroskopinių struktūrų medžiagų gamybos. Jie sugeria didelius anglies dioksido kiekius, bet nesugeria kitų dujų.
Jau yra būdų, kaip surinkti anglies dioksidą iš dūmtraukių, tačiau, remiantis vienu skaičiavimu, jie sunaudoja daug energijos – nuo 15 iki 20 procentų visos elektrinės pagaminamos elektros energijos, sako Yaghi. Taip yra todėl, kad esamas medžiagas, žinomas kaip aminai, reikia kaitinti, kad išsiskirtų anglies dioksidas, kurį jos absorbavo. Iš tiesų, anglies dioksido surinkimas ir suspaudimas šiais esamais metodais gali padidinti 80–90 procentų elektros energijos gamybos iš anglies sąnaudų, sako Thomas Feeley, projekto vadovas Thomas Feeley. Nacionalinė energetikos technologijų laboratorija .
Feeley teigia, kad Yaghi medžiagos yra palyginamos su kitomis eksperimentinėmis medžiagomis, kurios sugeria anglies dioksidą, kurios kuriamos siekiant sumažinti šias išlaidas. Yaghi teigia, kad jo medžiagos galėtų žymiai sumažinti sąnaudas, nes jos sunaudoja mažiau energijos, nors tiksliai tiek reikės išbandyti medžiagas elektrinėse.
Be to, kad medžiagos gali būti naudingos dūmtraukiuose, jos gali būti naudojamos anglies dujinimo įrenginiuose. Šiose gamyklose anglys pirmiausia apdorojamos, kad susidarytų anglies dioksido ir vandenilio dujų mišinys. Tada vandenilis naudojamas elektros energijai gaminti. Anglies dioksidas gali būti užfiksuotas naudojant tirpiklį, kuris padidina energijos suvartojimą. Tačiau, kaip ir dūmų kamino procese, naujoms UCLA medžiagoms gali prireikti mažiau energijos.
Medžiagos priklauso klasei, vadinamai ceolito imidazolato karkasais (ZIF). Jie pagaminti iš metalo atomų, sujungtų viena iš daugelio žiedo formos organinių molekulių, vadinamų imidazolatais. Prieš Yaghi tyrimą, per 12 metų buvo sukurti 24 ZIF tipai. Vos per tris mėnesius Yaghi sukūrė 25 naujas versijas. Šios medžiagos gali būti labai universalios, nes metalo atomai gali veikti kaip galingi katalizatoriai, o organinės molekulės gali būti daugelio funkcinių molekulių inkarai.
ZIF platinimas: Nauji automatizuoti metodai leidžia mokslininkams greitai susintetinti daugybę naujų medžiagų, vadinamų ceolitinio imidazolato karkasais (ZIF). Kreditas: Omaras Yaghi
Naujos medžiagos iš dalies sugeria anglies dioksidą, nes yra labai porėtos, todėl jos turi didelį paviršiaus plotą, kuris gali liestis su anglies dioksido molekulėmis. Poringiausia iš medžiagų, apie kurias praneša Yaghi Mokslas yra beveik 2000 kvadratinių metrų paviršiaus ploto, supakuoto į vieną gramą medžiagos. Viename litre vienos iš Yaghi medžiagų galima laikyti visas anglies dioksido molekules, kurios, esant nuliui °C ir esant aplinkos slėgiui, užimtų 82,6 litro tūrį.
Nors tikslūs mechanizmai nėra visiškai suprantami, Yaghi mano, kad šiek tiek neigiamas organinių molekulių krūvis jo medžiagoje pritraukia anglies dioksido molekules, kurios turi šiek tiek teigiamą krūvį. Dėl to anglies dioksidas laikomas vietoje, o kitos dujos juda per medžiagą. Šis anglies dioksido gaudymo būdas yra geresnis nei kai kurie kiti metodai, nes jame nėra stiprių kovalentinių ryšių, todėl dujoms išleisti nereikia daug energijos.
Kitas medžiagų žingsnis yra komercializavimas. Tai reiškia, kad reikia padidinti gamybą ir įtraukti medžiagas į elektrinės sistemą, pavyzdžiui, supakuoti medžiagas į kanistrus, kurie gali būti užpildyti suslėgtomis išmetamosiomis dujomis – UCLA grupės teigimu, tai gali būti įmanoma per dvejus ar trejus metus. Yaghi apskaičiavo, kad medžiagų galima nesunkiai pagaminti dideliais kiekiais, nes jos yra panašios į kitas jo sukurtas medžiagas, kurių dabar galima pagaminti tonomis. BASF , milžiniška chemijos įmonė. Dabar tai pramonės rankose, sako Yaghi. Jis sukūrė automatizuotus metodus, kurie gali padėti sukurti daugiau medžiagų, kurios galėtų turėti dar geresnes savybes.