Mullistava hiilidioksidin talteenottotekniikka

Suurempi kuva

Chicago Illinoisin yliopiston insinöörit ovat rakentaneet kustannustehokkaan keinotekoisen (kasvin) lehden, joka pystyy sitomaan hiilidioksidia 100 kertaa paremmin kuin nykyiset järjestelmät.

Toisin kuin muut hiilidioksidin talteenottojärjestelmät, jotka toimivat laboratorioissa paineistetuista säiliöistä tulevalla puhtaalla hiilidioksidilla, tämä keinotekoinen lehti toimii todellisessa maailmassa. Se kerää hiilidioksidia laimeammista lähteistä, kuten hiilivoimaloiden tuottamasta ilmasta ja savukaasuista ja vapauttaa sen käytettäväksi polttoaineena ja muina materiaaleina.

"Keinotekoinen lehtijärjestelmämme voidaan ottaa käyttöön laboratorion ulkopuolella, jossa sillä on potentiaalia merkittävään rooliin kasvihuonekaasujen vähentämisessä ilmakehässä kiitos korkean hiilidioksidin talteenottoasteen, suhteellisen alhaisten kustannusten ja kohtuullisen energiankäyttönsä ansiosta jopa verrattuna parhaisiin laboratoriopohjaisiin järjestelmiin", kertoo Meenesh Singh, UIC College of Engineeringin kemiantekniikan apulaisprofessori.

Aiemmin raportoitua teoreettista konseptia käyttäen tutkijat muuttivat standardia keinotekoista lehtijärjestelmää edullisilla materiaaleilla sisällyttämään vesigradientin - kuivan puolen ja märän puolen - sähköisesti varatun kalvon poikki.

Kuivalla puolella orgaaninen liuotin kiinnittyy saatavissa olevaan hiilidioksidiin tuottaen kalvolle pitoisuuden bikarbonaattia tai ruokasoodaa. Bikarbonaatin muodostuessa nämä negatiivisesti varautuneet ionit vedetään kalvon läpi kohti positiivisesti varattua elektrodia vesipohjaisen liuoksen kalvon märällä puolella. Nestemäinen liuos liuottaa bikarbonaatin takaisin hiilidioksidiksi, jolloin se voidaan vapauttaa ja valjastaa polttoaineeksi tai muuhun käyttöön.

Sähkövarausta käytetään nopeuttamaan bikarbonaatin siirtymistä kalvon läpi.

Kun he testasivat järjestelmää, joka on tarpeeksi pieni mahtumaan reppuun, UIC:n tutkijat havaitsivat, että sillä oli erittäin suuri virtaus - hiilen talteenottonopeus verrattuna reaktioiden vaatimaan pinta-alaan - 3,3 millimoolia tunnissa per 4 neliösenttimetrille.

Tämä on yli sata kertaa parempi kuin muut järjestelmät, vaikka reaktion saamiseen tarvittiin vain kohtalainen määrä sähköä (0,4 KJ/tunti), vähemmän kuin yhden watin LED-lamppu.

He laskivat kustannuksiksi 145 dollaria hiilidioksiditonnia kohden, mikä on energiaministeriön suositusten mukaista, jonka mukaan kustannukset eivät saisi ylittää noin 200 dollaria tonnilta.

Aiheesta aiemmin:

Keinotekoiset lehdet tuottavat kaasua ja nesteitä