Przemysł generuje dziś ogromne ilości dwutlenku węgla, którego nagromadzenie wpływa na zmiany klimatyczne na Ziemi. Poza korzystaniem z odnawialnych źródeł energii nauka szuka też możliwości wychwytywania CO2 z dymu emitowanego przez fabryki czy elektrownie. Trzeba przyznać, że usuwanie problemu u samego źródła brzmi jak dobry plan. Właśnie go udoskonalono.
Tym bardziej, że badane są różne materiały, które mają w tym pomóc. Wśród nich węglan sodu (Na2CO3), który uważany jest za skuteczny i niedrogi materiał o stabilnych właściwościach i łatwym pozyskiwaniu. Do tej pory zastosowanie tego związku chemicznego powodowało jednak pewien zasadniczy problem.
W przypadku obecności Na2CO3 w procesie wychwytywania dwutlenku węgla dochodziło do gromadzenia się kryształów, co zaś przekładało się na niską wydajność oraz żywotność takich rozwiązań. Aby rozwiązać ten problem w najnowszym badaniu zespół badaczy z Uniwersytetu Chibia zsyntetyzował hybrydowy materiał składający się z Na2CO3 owiniętego porowatym nanowęglowodorem – donosi ScienceDaily. Hybrydy Na2CO3-węgiel (NaCH) otrzymano poprzez karbonizację tereftalanu disodu w temperaturach od 873 K do 973 K w obecności azotu jako gazu ochronnego.
Następnie oceniono skuteczność wychwytywania i regeneracji CO2 w różnych temperaturach karbonizacji, a także w przypadku wilgotnego środowiska typowego dla fabrycznych spalinach. Najbardziej owocny test dał wynik wychwytywania CO2 wynoszący 6,25 mmol/g i wysoką zawartość węgla wynoszącą ponad 40%.
Jeśli chodzi o regenerację i ponowne wykorzystanie, to przez 10 cykli najbardziej skuteczna próbka NaCH zachowała ponad 95% początkowej zdolności wychwytywania CO2. Dalsze eksperymenty wykazały, że jedna z próbek uległa gwałtownej zmianie masy w temperaturze średnio około 80 °C. Tak się sympatycznie składa, że to także często temperatura spalin z elektrowni cieplnych, a zatem do regeneracji takiego filtra wystarczyłoby ciepło odpadowe.
Opracowane przez Japończyków rozwiązanie zapowiada się więc jako skuteczny, stały absorbent zdolny do wychwytywania CO2 w temperaturze typowej dla źródeł tej substancji.
Dzięki przekształceniu Na2CO3, który już ma dobrą zdolność wychwytywania CO2, w nanokompozyt, możliwe stało się zwiększenie szybkości reakcji oraz obniżenie temperatury rozkładu i regeneracji. Umożliwia to wykorzystanie ciepła odpadowego z fabryki do regeneracji w temperaturze około 80 °C, co daje nam energooszczędny system wychwytywania CO2
- podsumowuje prof. Hirofumi Kanoh na łamach Science Daily.
Źródło zdjęć: Shutterstock, Bilanol
Źródło tekstu: Science Daily
