החומר החדש הזה סופג פי שלושה יותר CO2 מהטכנולוגיה הנוכחית של לכידת פחמן

לפי ה-IEA, כיום פועלים ברחבי העולם 18 מפעלי לכידת אוויר ישירה. הם ממוקמים באירופה, קנדה או ארה"ב, ורובם משתמשים ב-CO2 למטרות מסחריות, כשזוג מאחסן אותו לנצח נצחים. לכידת אוויר ישירה (DAC) היא טכנולוגיה שנויה במחלוקת, כאשר המתנגדים מציינים את העלות הגבוהה וצריכת האנרגיה שלה. ואכן, כאשר מחשיבים את כמות ה-CO2 באטמוספירה ביחס לכמות שכל מפעל DAC בודד - או רבים מהם ביחד - יכול ללכוד, ולעמוד על העלות שלהם, זה נראה קצת טיפשי אפילו לנסות.

אבל בהתחשב בהיעדר אפשרויות נהדרות אחרות הזמינות לעצור את כדור הארץ מלפרוץ בלהבות, הן פאנל בין - ממשלתי לשינוי האקלים ו הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אמרו שאנחנו לא צריכים להשליך את DAC עדיין - להיפך, אנחנו צריכים לנסות למצוא דרכים לקצץ בעלויות שלו ולהגביר את היעילות שלו. צוות מאוניברסיטת ליהי ומאוניברסיטת טיאנג'ין עשה פריצת דרך אחת כזו, ופיתח חומר שלדבריהם יכול ללכוד פי שלושה פחמן מאלה שנמצאים בשימוש כעת.

מתואר ב מאמר שפורסם היום in התקדמות מדע, החומר יכול להפוך את DAC לטכנולוגיה הרבה יותר בת קיימא על ידי ביטול כמה מהמכשולים הפיננסיים והמעשיים שלה, אומר הצוות.

רבים ממפעלי לכידת הפחמן הפועלים כעת או בבנייה (כולל זה של איסלנד אורקה ו מַמוּתָה ושל ויומינג פרויקט ביזון) השתמשו בטכנולוגיית DAC מוצקה: בלוקים של מאווררים דוחפים אוויר דרך מסננים סופגים שנקשרים כימית ל-CO2. יש לחמם את המסננים ולהציב אותם תחת ואקום כדי לשחרר את ה-CO2, אשר לאחר מכן יש לדחוס בלחץ גבוה במיוחד.

השלבים האחרונים הללו הם מה שמניע את השימוש באנרגיה של לכידת פחמן ועלויות כה גבוהות. CO2 באטמוספירה של כדור הארץ מדולל מאוד; לפי מחברי המאמר, הריכוז הממוצע שלו הוא כ-400 חלקים למיליון. זה אומר שצריך להפריח הרבה אוויר דרך מסנני הסופגים כדי שילכוד רק מעט CO2. מכיוון שנדרש כל כך הרבה אנרגיה כדי להפריד את ה-CO2 שנלכד (המכונה תהליך "הספיגה"), אנו רוצים שכמה שיותר CO2 ייקלט מלכתחילה.

צוות Lehigh-Tianjin יצר את מה שהם מכנים סורבנט היברידי. הם התחילו עם שרף סינטטי, אותו השרו בתמיסת נחושת-כלוריד. הנחושת פועלת כזרז לתגובה שגורמת ל-CO2 להיקשר לשרף, מה שגורם לתגובה לעבור מהר יותר ולצרוך פחות אנרגיה. מלבד היותו חזק מבחינה מכנית ויציבה כימית, ניתן לשחזר את הסורבנט באמצעות תמיסות מלח - כולל מי ים - בטמפרטורות נמוכות מ-90 מעלות צלזיוס.

הצוות דיווח כי קילוגרם אחד מהחומר שלהם מסוגל לספוג 5.1 מול CO2; לשם השוואה, לרוב חומרי הספיגה המוצקים הנמצאים כיום בשימוש עבור DAC יש יכולת ספיגה של 1.0 עד 1.5 מול לקילוגרם. בין מחזורי לכידה הם השתמשו במי ים כדי לחדש את עמוד הלכידה, וחזרו על המחזור 15 פעמים ללא ירידה ניכרת בכמות ה-CO2 שהחומר הצליח ללכוד.

תוצר הלוואי העיקרי של התגובה הכימית היה חומצה פחמנית, שהצוות ציין שניתן לנטרל בקלות לסודה לשתייה ולהפקיד אותה באוקיינוס. "ניתן להחזיר בבטחה חומר התחדשות שהוצא לים, כיור אינסופי עבור CO2 שנלכד", הם כתבו. "טכניקת קיבוע כזו גם תבטל את האנרגיה הדרושה ללחץ והנזלת CO2 לפני הזרקת באר עמוק." שיטה זו תהיה הרלוונטית ביותר במקומות קרובים לאוקיינוס ​​שבהם אחסון גיאולוגי - כלומר הזרקת CO2 מתחת לאדמה כדי להפוך אותו לסלע - אינו אפשרי.

השימוש בחומר החדש שנוצר בפעולות לכידת פחמן בקנה מידה גדול יכול להיות מחליף משחק. לא רק שתהליך הייצור של הסורבנט יהיה זול וניתן להרחבה, הוא ילכד יותר CO2 ו דורשים פחות אנרגיה.

אבל האם כל זה יספיק כדי להפוך לכידת אוויר ישירה לכדאית, ובאמת לשים שקע ב-CO2 האטמוספרי? אם לומר זאת באופן בוטה, כנראה שלא. כרגע מתקני ה-DAC בעולם לכידה קולקטיבית 0.01 מיליון טונות של CO2. 2022 של ה-IEA לדווח לפי ההערכות הטכנולוגיות נצטרך ללכוד 85 מיליון טון עד 2030 כדי למנוע את ההשפעות הקשות ביותר של שינויי האקלים.

לא משנה באיזו דרך תעשה את החישוב, זה נראה כמו ניסיון ארוך; במקום חומר שסופג פי שלושה יותר CO2 ליחידה, אנחנו צריכים חומר שסופג פי 3,000. אבל כפי שאנו עדים לאורך ההיסטוריה, רוב ההתקדמות המדעית מתרחשת בהדרגה, לא בבת אחת. אם נגיע לנקודה שבה לכידת אוויר ישירה היא פתרון אמיתי, יידרש עוד הרבה צעדים קטנים - כמו זה - כדי להגיע לשם.

תמונת אשראי: מיכאלה / pixabay

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://singularityhub.com/2023/03/08/this-new-material-absorbs-three-times-more-co2-than-current-carbon-capture-tech/