地球温暖化を抑制するための新たな炭素回収方法 化石燃料の排出物から二酸化炭素を回収するために考案された.
温室効果ガスは、気候変動の最大の原因です。 重要な温室効果ガスの排出は、大規模な工業化と人間の活動の結果です。 これらの温室効果ガスのほとんどは 二酸化炭素 化石燃料の燃焼による (CO2)。大気中の CO2 の総濃度は、工業化の時代が始まって以来 40% 以上増加しました。この温室効果ガスの排出量の着実な増加により、地球の温暖化が進んでいます。 惑星 いわゆる「」地球温暖化コンピューターシミュレーションは、排出物が時間の経過とともに地球の平均表面温度の上昇に関与し、降雨パターン、嵐の激しさ、海面などの変化による「気候変動」を示していることを示しているため、「捕獲または捕獲」の適切な方法を開発する必要がある。 「排出物からの二酸化炭素は気候変動に取り組む上で重要な側面です。 Carbon 捕獲技術は何十年も前から存在していましたが、環境への懸念から最近ではさらに注目が集まっています。
新しい炭素回収方法
標準的な手順は、 カーボン 回収には、気体混合物から CO2 を捕捉して分離し、次にそれを貯蔵所に輸送し、大気から離れた場所に通常は地下に保管することが含まれます。このプロセスは非常にエネルギーを消費し、保管場所での漏洩の可能性が高いなど、いくつかの技術的な問題、リスク、制限が伴います。で発表された新しい研究 CHEM 炭素を回収するための有望な代替案について説明します。 米国エネルギー省の科学者は、石炭火力発電所からCO2を除去する独自の方法を開発しました。このプロセスでは、現在業界で展開されているベンチマークと比較して、必要なエネルギーが24％少なくなります。
研究者たちは自然に存在するものに取り組みました オーガニック ビスイミノグアニジン（BIG）と呼ばれる化合物は、以前の研究で見られたように、負に帯電したアニオンに結合する能力があります。彼らは、BIG のこの特定の特性は重炭酸アニオンにも適用できるはずだと考えました。そのため、BIG は吸着剤 (他の分子を集める物質) のように作用し、CO2 を固体の石灰石 (炭酸カルシウム) に変換することができます。ソーダ石灰は、水酸化カルシウムと水酸化ナトリウムの混合物で、スキューバダイバー、潜水艦、その他の密閉された呼吸環境で呼気をろ過し、危険な CO2 の蓄積を防ぐために使用されます。空気は複数回リサイクルできます。たとえば、スキューバ ダイバー用のリブリーザーを使用すると、 水中 そうでなければ不可能な長時間。
より少ないエネルギーを必要とするユニークな方法
この理解に基づいて、彼らは BIG 水溶液を使用する CO2 分離サイクルを開発しました。この特定の炭素回収法では、排ガスを溶液に通すことで CO2 分子が BIG 吸着剤に結合し、この結合によって COXNUMX 分子が固体タイプの吸着剤に結晶化します。 オーガニック 石灰岩。これらの固体が摂氏 120 度に加熱されると、結合した CO2 が放出され、その後貯蔵される可能性があります。このプロセスは既存の炭素回収方法と比較して比較的低い温度で行われるため、プロセスに必要なエネルギーが削減されます。そして、固体吸着剤は再び溶解する可能性があります。 水 そして再利用のためにリサイクルされます。
現在の炭素回収技術には、貯蔵の問題、高いエネルギーコストなど、多くの永続的な問題があります。主な問題は、時間の経過とともに蒸発または分解し、加熱に総エネルギーの少なくとも60％を必要とする液体吸着剤の使用です。高い。 現在の研究の固体吸着剤は、CO2が結晶化した固体重炭酸塩から捕捉されるため、エネルギー制限を克服しました。これは、約24％少ないエネルギーしか必要としませんでした。 また、10回の連続サイクル後でも吸着剤の損失はありませんでした。 このエネルギーの必要性の低下は、炭素回収のコストを下げる可能性があり、数十億トンのCO2を考慮すると、この方法は、適切な回収によって炭酸ガス放出を無効にすることにより、非常に影響を与える可能性があります。
この研究の限界の 2 つは、BIG 吸着剤の溶解度が限られているため、COXNUMX 容量と吸収速度が比較的低いことです。 水。研究者らは、この制限に対処するために、アミノ酸などの従来の溶媒をこれらの BIG 吸着剤と組み合わせることを検討しています。現在の実験は小規模で行われ、排気ガスから 99 パーセントの CO2 が除去されました。このプロセスは、さまざまな種類の排出物から毎日少なくとも 2 トンの CO2 を回収できるようにスケールアップできるように、さらに最適化する必要があります。この方法は、排出ガス中の汚染物質を処理する際に堅牢でなければなりません。二酸化炭素回収技術の最終目標は、手頃な価格でエネルギー効率の高い方法を使用して、大気から COXNUMX を直接回収することです。
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ソース
ウィリアムズNら。 2019.結晶性水素結合重炭酸塩二量体によるCO2回収。 CHEM.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
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