Ученые представили самую дешевую на сегодняшний день систему улавливания углерода

Потребность в технологии, которая может улавливать, удалять и перепрофилировать углекислый газ, возрастает с каждой молекулой CO 2 , попадающей в атмосферу Земли. Чтобы удовлетворить эту потребность, ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики достигли новой вехи в своих усилиях, направленных на то, чтобы сделать улавливание углерода более доступным и распространенным. Они создали новую систему, которая эффективно улавливает CO 2 — наименее затратную на сегодняшний день — и превращает его в один из наиболее широко используемых в мире химических веществ: метанол.

Улавливание CO 2 до того, как он попадет в атмосферу, является ключевым компонентом в замедлении глобального потепления. Однако создание стимулов для крупнейших источников выбросов для внедрения технологии улавливания углерода является важным предварительным этапом. Высокая стоимость технологии коммерческого улавливания является давним препятствием для ее широкого использования.

Ученые считают, что метанол может обеспечить такой стимул. Он имеет множество применений в качестве топлива, растворителя и важного ингредиента в пластмассах, красках, строительных материалах и автомобильных деталях. Преобразование CO 2 в полезные вещества, такие как метанол, дает возможность промышленным предприятиям улавливать и перепрофилировать свой углерод.

Химик Дэвид Хельдебрант, который возглавляет исследовательскую группу по новой технологии, сравнивает эту систему с переработкой отходов. Точно так же, как можно выбирать между одноразовыми и перерабатываемыми материалами , можно также перерабатывать углерод.

«По сути, это то, что мы здесь пытаемся сделать», — сказал Хельдебрант. «Вместо того, чтобы извлекать нефть из земли для производства этих химикатов, мы пытаемся сделать это из CO 2 , уловленного из атмосферы или с угольных электростанций, чтобы его можно было переработать в полезные вещества. Мы пытаемся перерабатывать CO 2 так же, как мы пытаемся перерабатывать другие вещи, такие как стекло, алюминий и пластик».

Как описано в журнале Advanced Energy Materials , новая система предназначена для использования в электростанциях, работающих на угле, газе или биомассе, а также в цементных печах и сталелитейных заводах. Используя разработанный PNNL улавливающий растворитель, система улавливает молекулы CO 2 до того, как они выбрасываются, а затем превращает их в полезные, пригодные для продажи вещества.

Ученые Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории создали также самую доступную на сегодняшний день систему улавливания и преобразования углекислого газа, снизив стоимость улавливания CO2 примерно до 39 долларов за метрическую тонну.

В зависимости от характера установки или печи могут использоваться различные системы. Но независимо от установки растворители занимают центральное место. В этих системах растворители промывают богатый СО 2 дымовой газ перед его выбросом, оставляя после себя молекулы СО 2 , теперь связанные внутри этой жидкости.

Создание метанола из CO 2 не новость. Но способность улавливать углерод и затем преобразовывать его в метанол в одной непрерывно проточной системе это нечто новое.

Процесс улавливания CO 2 и преобразования его в метанол не является CO 2 -отрицательным. Углерод в метаноле высвобождается при сжигании или связывается, когда метанол превращается в вещества с более длительным сроком службы. Но эта технология действительно «подготовила почву», сказал Хелдебрант, для важной работы по сохранению связи углерода внутри материала и вне атмосферы.

Другие целевые материалы включают полиуретаны, которые используются в клеях, покрытиях и пенопластовой изоляции, и полиэфиры, которые широко используются в тканях для текстиля. Как только исследователи закончат химию, лежащую в основе преобразования CO 2 в материалы, которые не допускают его попадания в атмосферу в течение времени, важного для климата, широкая сеть систем улавливания может быть готова для запуска таких реакций.

Вместо нынешних дымовых труб команда предлагает заводы по переработке CO 2 , встроенные в электростанции или рядом с ними, где продукты, содержащие CO 2 , могут производиться на месте.

Дополнительная информация: Jotheeswari Kothandaraman et al, Интегрированное улавливание и преобразование CO 2 в метанол в растворителе для улавливания после сжигания: гетерогенные катализаторы для селективного расщепления CN-связи, Advanced Energy Materials (2022). DOI: 10.1002/aenm.202202369

Юань Цзян и др., Энергоэффективное и недорогое улавливание углерода из точечных источников, обеспечиваемое маловодными растворителями, Journal of Cleaner Production (2022). DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.135696

Дэвид Дж. Хелдебрант и др., Следующие шаги по улавливанию CO2 с помощью растворителей; интеграция улавливания, преобразования и минерализации, Химическая наука (2022 г.). DOI: 10.1039/D2SC00220E

 

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com