Разработан сверхэффективный способ улавливания углекислого газа и преобразования его в твердый углерод
Австралийские исследователи разработали новый сверхэффективный способ улавливания углекислого газа и преобразования его в твердый углерод, что поможет ускорить процесс декарбонизации тяжелой промышленности.
Технология утилизации углекислого газа, разработанная исследователями из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, предназначена для плавной интеграции в существующие промышленные процессы. Декарбонизация представляет собой сложнейшую техническую задачу для таких отраслей тяжелой промышленности, как цементная и сталелитейная, которые не только энергоемки, но и непосредственно выбрасывают CO2 в процессе производства.
Новая технология предлагает путь к мгновенному преобразованию углекислого газа в процессе его производства и его постоянной фиксации 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 в качестве катализатора использовались жидкие металлы.
"Наш новый метод по-прежнему использует возможности жидких металлов, но конструкция была изменена для более плавной интеграции в стандартные промышленные процессы. Помимо того, что новую технологию проще масштабировать, она радикально более эффективна и может мгновенно расщеплять CO2 до углерода. Мы надеемся, что это может стать новым важным инструментом в процессе декарбонизации, который поможет промышленности и правительствам выполнить свои климатические обязательства и радикально приблизить нас к нулевому уровню", - сказал Даенеке.
На технологию была подана предварительная патентная заявка, а недавно исследователи подписали соглашение на сумму 2,6 миллиона австралийских динаров с австралийской компанией ABR, которая занимается коммерциализацией технологий по декарбонизации цементной и сталелитейной промышленности.
Один из ведущих исследователей доктор Кен Чианг сказал, что группа заинтересована в получении информации от других компаний, чтобы понять проблемы в трудно поддающихся декарбонизации отраслях и определить другие потенциальные области применения технологии.
"Для ускорения устойчивой промышленной революции и перехода к экономике с нулевым уровнем выбросов углерода нам нужны умные технические решения и эффективное сотрудничество между исследователями и промышленностью", - сказал Чианг.
На сталелитейную и цементную промышленность приходится около 7% от общего объема выбросов CO2 в мире (Международное энергетическое агентство), причем ожидается, что в ближайшие десятилетия оба сектора будут продолжать расти, поскольку спрос на продукцию будет подпитываться ростом населения и урбанизацией.
Технологии улавливания и хранения углерода (УХУ) в основном сосредоточены на сжатии газа в жидкость и закачивании ее под землю, но это сопряжено со значительными инженерными трудностями и экологическими проблемами. УХУ также подвергается критике за то, что оно слишком дорого и энергоемко для широкого применения.
"А поскольку в нашем процессе не используются очень высокие температуры, реакцию можно проводить с помощью возобновляемой энергии"
Команда RMIT с ведущим автором и доктором наук Кармой Зурайки при разработке новой технологии УХУ использовала методы термохимии, широко применяемые в промышленности. Метод "пузырьковой колонны" начинается с нагревания жидкого металла примерно до 100-120C. В жидкий металл вводят двуокись углерода, при этом пузырьки газа поднимаются вверх, подобно пузырькам в бокале шампанского.
Когда пузырьки проходят через жидкий металл, молекулы газа расщепляются, образуя хлопья твердого углерода, причем реакция занимает всего долю секунды.
"Именно необычайная скорость химической реакции, которой мы добились, делает нашу технологию коммерчески жизнеспособной там, где многие альтернативные подходы не справляются", - сказал Чианг.
Следующим этапом исследования является расширение доказательной базы до модульного прототипа размером с морской контейнер в сотрудничестве с промышленным партнером ABR. Изменение климата не будет решено одним единственным решением, однако сотрудничество между ABR и RMIT позволит создать эффективную и действенную технологию для достижения наших целей "нет-ноль", - сказал Нго.
Команда также изучает потенциальные возможности применения преобразованного углерода, в том числе в строительных материалах.
