12.02.2015

Инновационное улавливание углерода – ловушка для СО2

Команда исследователей разработала новый класс материалов, которые позволяют безопаснее, дешевле и энергетически эффективнее удалять парниковые газы, образующиеся от выбросов электростанций. Такой метод может стать важным шагом в улавливании и изоляции углерода.

Команда под руководством ученых из Гарвардского университета и Ливерморской национальной лаборатории, использовала микрофлюидный метод сборки для производства микрокапсул, которые содержат жидкие сорбенты или поглощающие материалы, заключенные в высокопроницаемые полимерные оболочки. Они имеют значительные преимущества в производительности по сравнению с поглощающими углерод материалами, используемыми в текущих технологиях отделения и изоляции углерода.

Работа описана в статье, опубликованной на прошлой неделе в журнале Nature Communications.

«Микрокапсулы были использованы в различных областях применения - например, в фармацевтической, в качестве пищевого ароматизатора, косметики, и в сельском хозяйстве - для того, чтобы контролировать доставку и выделение удобрений, но это одна из первых демонстраций такого подхода для регулируемого улавливания», рассказывает Дженнифер А. Льюис (Jennifer A. Lewis), профессор Института Биологически Вдохновленного Инжиниринга Вайса при Гарвардской школе инжиниринга и прикладных наук (SEAS), ведущий соавтор.

Электростанции являются крупнейшим источником двуокиси углерода (CO₂), парникового газа, который удерживает тепло и нагревают планету.

Вот почему Агентство по охране окружающей среды США предложило определенные законы, предписывающие резкое сокращение выбросов углерода на всех новых электростанциях, работающими с ископаемым топливом. Для того, чтобы соответствовать новым стандартам, предприятиям придется установить технологии по улавливанию углерода.

Современная технология улавливания углерода использует каустические растворители на основе аминов, чтобы отделить CO₂ из дымового газа, выходящего из трубы предприятия. Но ультрасовременные процессы являются дорогостоящими, приводят к значительному сокращению объемов производства электростанции и дают побочные токсичные продукты.

Новая методика использует распространенный и экологически безопасный сорбент: карбонат натрия, который в быту используется как пищевая сода. Микроинкапсулированные углеродные сорбенты достигают большей скорости поглощения CO₂ по сравнению с сорбентами, используемыми в настоящее время в улавливании углерода. Еще одним преимуществом является то, что амины со временем разрушаются, в то время как карбонаты имеют практически неограниченный срок годности при правильном хранении.

Для создания микроинкапсулированных углеродных сорбентов используется двойное капиллярное устройство, в котором скоростью потока каждой из трех жидкостей – карбонатного раствора в сочетании с катализатором повышенной абсорбции СО₂, фотоотверждаемого силикона, которыя формирует оболочку капсулы, и водный раствор – можно управлять независимо.

Роджер Д. Айнес (Roger D. Aines), руководитель программы инновационного топливного цикла в Ливерморской национальной лаборатории, и ведущий соавтор проекта говорит, что метод на основе микроинкапсулированных углеродных сорбентов также может быть адаптирован к производственным процессам, которые также являются крупными источниками парниковых газов - производство цемента и стали.

Исследователи в лаборатории Лоуренса Ливермора и в отделении Энергии Американской Национальной Лаборатории Энергетической Технологии сейчас работают над совершенствованием процесса улавливания, увеличивая эффективность воздействия.

Natali

Источники:

1. facepla.net