A remoção do dióxido de carbono da atmosfera é frequentemente vista como uma necessidade importante de combater as mudanças climáticas, mas as medidas de remoção de dióxido de carbono estão sofrendo de comércio. Compostos químicos que removem com eficiência CO? É facilmente capturado do ar e os compostos não revelam CO2 Não é muito hábil em capturá -lo com eficiência. Ajustar uma parte do ciclo piora o outro.
Agora, usando a membrana de filtragem em nanoescala, os pesquisadores do Myth Live adicionaram uma etapa intermediária geral que facilita as duas partes do ciclo. Eles dizem que a nova abordagem pode melhorar a eficiência da captura eletrônica de dióxido de carbono química e liberar seis vezes e reduzir pelo menos 20 % de custo.
Novas pesquisas foram relatadas no diário hoje Cartas de energia da ACSO estudante de doutorado do MIT, Simon Roofer, Tal Joseph e Zara, é um estudo de mim e um professor de engenharia mecânica CRIPA Varanasi.
“No caso de captura de carbono, precisamos pensar na escala do Gate-Go, porque a criação de efeitos significativos exige o processamento de gigaton da CO da CO2“Varanasi diz.” Ter essa mentalidade ajuda a identificar nossos obstáculos críticos e a projetar soluções inovadoras com as possibilidades reais do efeito. Esta é a força motriz por trás do nosso trabalho. “
Muitos sistemas de captura de carbono funcionam usando produtos químicos chamados hidróxido, que é facilmente integrado ao dióxido de carbono para formar carbonato. O carbonato é alimentado em uma célula química do inversor, onde o carbonato produz água com um ácido e libera dióxido de carbono. O processo pode levar o ar geral com cerca de 400 partes de dióxido de carbono por milhão de dióxido de carbono e 100 % pode criar um fluxo de dióxido de carbono puro, que pode ser usado para fabricar combustível ou outros produtos.
As etapas de captura e liberação são operadas na mesma solução à base de água, mas na primeira etapa é uma solução com alta concentração de íons hidróxido e a segunda etapa é um alto requisito nos íons carbonatos. “Você pode ver como essas duas etapas estão em desacordo”, disse Varanasi. “Esses dois sistemas estão promovendo o mesmo xerbent por trás deles, eles estão trabalhando no mesmo líquido, mas é impossível lidar com os dois sistemas em seus pontos mais eficientes, pois precisam de dois tipos diferentes de fluidos para lidar com o melhor”.
A solução para a equipe foi o Dalpal duas partes do sistema e introduzir uma terceira parte dele. Basicamente, a maioria dos carbonatos quimicamente após o hidróxido na primeira etapa é separar os íons com base em sua carga após a conversão da membrana especial de nanofilação. Os íons carbonatos têm cargas 2, enquanto os íons hidróxidos são cobrados 1. “A nanofiltração é capaz de separar esses dois muito bem”, disse Rufar.
Uma vez separados, os íons hidróxido são devolvidos à absorção do sistema, enquanto os carbonatos são transmitidos ao estágio de liberação química eletrônica. Dessa forma, ambas as extremidades do sistema podem funcionar em sua extensão mais eficiente. Varanasi explica que o próton está sendo adicionado ao carbonato para converter dióxido de carbono e água na liberação eletrônica de produtos químicos, mas se os íons hidróxido também estiverem presentes, os prótons reagirão apenas com esses íons produzirão água.
“Se você não separar esses hidróxidos e carbonatos, adicionará próton ao hidróxido em vez de carbonato e, portanto, criará água em vez de dióxido de carbono. Há uma perda de habilidade. Algo que costumamos fazer não é proposto antes”.
O exame mostrou que a nanofilação pode distinguir o carbonato com cerca de 95 % da solução de hidróxido, tornando a idéia legalizada em condições realistas, diz Rufar. O próximo passo é avaliar a eficiência geral do processo e quanto isso afetará a economia. Eles criaram um modelo technoeconômico, incluem habilidades químicas eletrônicas, tensão, taxa de absorção, gastos de capital, habilidades de nanofilação e outros fatores.
A análise mostra que pelo menos 600 dólares por tonelada de dióxido de carbono para sistemas atuais foram gastos, adicionando o material de nanoflatration, que cai para cerca de US $ 40 por tonelada. Além disso, o novo sistema é mais estável, continuando continuando trabalhando em alta eficiência, mesmo sob a variedade de densidade de íons de solução. “No antigo arranjo sem nanofiltração, você está fazendo a operação na borda de uma faca sem nanofiltração”; Se a densidade mudar em uma direção ou outra, a habilidade será severamente fechada. “Mas com o nosso sistema de nanofilação, ele atua como um tipo de buffer, onde se torna muito mais misericordioso, você tem um sistema de governança operacional mais amplo e pode obter um custo significativamente menor”.
Ele também acrescentou que esse método pode não apenas se aplicar diretamente aos sistemas de captura de ar que eles estudam, mas também em sistemas de fonte de ponto-que está diretamente conectada a fontes de emissão, como as emissões de usina-ou o próximo estágio do processo, o dióxido de carbono capturado transforma dióxido de carbono em produtos de alimentação química ou combustível. Esses processos de transformações, diz ele, “esse comércio de carbonato e hidróxido também são obstruídos”.
Além disso, essa tecnologia pode levar a química alternativa segura para captura de carbono, diz Varanasi. “Muitos desses absorvedores podem ser venenosos ou prejudiciais ao meio ambiente de tempos em tempos. Usando um sistema como o nosso, você pode melhorar a taxa de reação, para poder escolher a química que possa não ter a melhor taxa de absorção, mas pode ser aprimorada para permitir a segurança”.
A Varanasi acrescentou que “o realmente ótimo sobre isso é que conseguimos fazer isso com disponível comercialmente” e com um sistema que pode ser facilmente reconstruído nas instalações existentes de captura de carbono. Se as despesas puderem ser reduzidas para cerca de 200 dólares, poderá ser eficaz para receber extensivamente. Com o trabalho em andamento, ele diz: “Estamos confiantes de que temos algo que pode ser economicamente eficaz” e finalmente produzirá produtos valiosos e vendedos.
O telhado observa que hoje: “As pessoas estão comprando crédito de carbono a um custo de mais de US $ 500 por tonelada, por isso estamos projetando a esse custo, já é comercialmente eficaz que alguns compradores que estejam dispostos a pagar por esse preço”. No entanto, ao diminuir o preço, o número de compradores que considerará a compra de crédito deve ser aumentado, disse ele. “É apenas uma questão de como podemos expandir”. Reconhecendo a demanda por esse mercado em crescimento, Varanasi disse: “Nosso objetivo é fornecer tecnologias e sistemas escaláveis, caros e confiáveis no setor que lhes permita cumprir diretamente seus objetivos de decorbonização”.
A pesquisa é a Shell International Exploration and Production Inc. por meio da Iniciativa de Energia do MIT e da Fundação Nacional de Ciências dos EUA. Foi apoiado por instalações usadas no MIT.No.