Австралийские исследователи разработали умный и сверхэффективный способ улавливания углекислого газа и преобразования его в твердый углерод, чтобы способствовать обезуглероживанию тяжелой промышленности.
Технология утилизации диоксида углерода , разработанная исследователями из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, готова для беспрепятственной интеграции в существующие промышленные процессы .
Декарбонизация представляет собой огромную техническую проблему для таких отраслей тяжелой промышленности, как цементная и сталелитейная, которые не только энергоемки, но и непосредственно выделяют CO2 в процессе производства.
Новая технология предлагает путь к мгновенному преобразованию углекислого газа по мере его образования и постоянному удержанию его в твердом состоянии, не допуская попадания CO2 в атмосферу.
Исследование опубликовано в журнале Energy & Environmental Science .
Со-ведущий исследователь доцент Торбен Даенеке сказал, что работа основана на более раннем экспериментальном подходе, в котором жидкие металлы использовались в качестве катализатора.
«Наш новый метод по-прежнему использует силу жидких металлов , но конструкция была изменена для более плавной интеграции в стандартные промышленные процессы», — сказал Даенеке.
«Помимо того, что новую технологию проще масштабировать, она радикально более эффективна и может мгновенно расщеплять CO2 до углерода .
«Мы надеемся, что это может стать важным новым инструментом в продвижении к декарбонизации, чтобы помочь промышленности и правительствам выполнить свои обязательства в отношении климата и радикально приблизить нас к чистому нулю».
На технологию была подана предварительная патентная заявка, и исследователи недавно подписали соглашение на сумму 2,6 млн австралийских долларов с австралийской компанией ABR, занимающейся экологическими технологиями, которая занимается коммерциализацией технологий обезуглероживания цементной и сталелитейной промышленности.
Со-ведущий исследователь, доктор Кен Чанг, сказал, что команда хотела бы услышать мнение других компаний, чтобы понять проблемы в труднодоступных для декарбонизации отраслях и определить другие потенциальные области применения технологии.
На сталелитейную и цементную промышленность приходится около 7% общих глобальных выбросов CO2 (Международное энергетическое агентство), при этом ожидается, что оба сектора будут продолжать расти в ближайшие десятилетия, поскольку спрос подпитывается ростом населения и урбанизацией.
Технологии улавливания и хранения углерода (CCS) в основном сосредоточены на сжатии газа в жидкость и закачке его под землю, но это сопряжено со значительными инженерными и экологическими проблемами. CCS также подвергался критике за то, что он слишком дорог и энергоемок для широкого использования.
«Превращение CO 2 в твердое вещество позволяет избежать возможных проблем с утечкой и надежно блокирует его на неопределенный срок», — говорят ученые.
«И поскольку в нашем процессе не используются очень высокие температуры, было бы целесообразно использовать для реакции возобновляемые источники энергии».
Правительство Австралии выделило декарбонизацию в качестве приоритетной технологии для инвестиций в свой план нулевых выбросов, объявив о создании фонда в размере 1 миллиарда долларов для разработки новых технологий с низким уровнем выбросов.
Как работает технология
Команда RMIT с ведущим автором и доктором философии. исследователь Карма Зурайки использовал методы термохимии, широко используемые в промышленности, при разработке новой технологии CCS.
Метод «барботажной колонны» начинается с нагревания жидкого металла примерно до 100-120°С.
В жидкий металл впрыскивается углекислый газ, при этом пузырьки газа поднимаются вверх, как пузырьки в бокале для шампанского.
Когда пузырьки движутся через жидкий металл, молекула газа распадается на хлопья твердого углерода , при этом реакция занимает всего доли секунды.
«Именно невероятная скорость химической реакции, которой мы достигли, делает нашу технологию коммерчески жизнеспособной, в то время как многие альтернативные подходы терпят неудачу», — сказал Чан.
Следующим этапом исследования является масштабирование проверки концепции до модульного прототипа размером с транспортный контейнер в сотрудничестве с отраслевым партнером ABR.
Директор проекта ABR Дэвид Нго сказал, что процесс RMIT превращает отходы в основной ингредиент цементных смесей следующего поколения.
Команда также исследует возможности применения преобразованного углерода, в том числе в строительных материалах.
«В идеале углерод, который мы производим, можно было бы превратить в продукт с добавленной стоимостью, способствуя экономике замкнутого цикла и позволяя технологии CCS окупать себя с течением времени», — сказал Даенеке.
Исследование включало междисциплинарное сотрудничество в области инженерии и науки с соавторами RMIT Джонатаном Кларк-Ханнафордом, Билли Джеймсом Мердоком, доцентом Калпитом Шахом и профессором Мишель Спенсер.
«Прямая конверсия CO2 в твердый углерод с помощью жидких металлов» совместно с сотрудниками Мельбурнского университета и Университета Дикина опубликована в Energy & Environmental Science .
Дополнительная информация: Karma Zuraiqi et al, Прямое преобразование CO2 в твердый углерод с помощью жидких металлов на основе Ga, Energy & Environmental Science (2022). DOI: 10.1039/d1ee03283f
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Опубликуйте материал о вашем проекте, стратапе или технологии
hello@technovery.com