Japon karbon yakalama yöntemi yüzde 99 verimli ve iki kat daha hızlı

[™ Admin]

Japon karbon yakalama yöntemi yüzde 99 verimli ve iki kat daha hızlı

Tokyo Metropolitan Üniversitesi'nde (TMU) Profesör Seiji Yamazoe liderliğindeki bir araştırma ekibi, karbondioksiti hapsetmek için yeni bir doğrudan hava yakalama yöntemi geliştirdi. Bir Eureka Alert basın açıklamasına göre, yüzde 99 verimlilikle çalışıyor.

Dünya daha temiz enerji kaynaklarına geçiş yapıyor. Bununla birlikte, geçiş uzar ve önümüzdeki birkaç on yılda tamamlanırken, atmosfere tonlarca karbondioksit salınacak ve iklim değişikliğini hızlandıracaktır. Atmosfere salınan karbondioksit miktarını kontrol altına almak için doğrudan hava yakalama (DAC) da dahil olmak üzere birçok strateji uygulanmaktadır.

Karbondioksitin Doğrudan Havada Tutulması
Bu karbon yakalama yönteminde, karbondioksit doğrudan havadan çıkarılır. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) web sitesinde, yakalanan karbonun ya derin jeolojik oluşumlarda depolanabileceğini ya da gıda işleme veya sentetik yakıtların yapılması gibi çeşitli insan faaliyetlerinde kullanılabileceğini söylüyor.

Bunu yapmak için iki ana yaklaşım vardır. Biri, havanın sıvı sistemlerden geçirildiği, sıvı bir çözelti ile karbondioksit arasında bir kimyasal reaksiyonun meydana geldiği sıvı DAC olarak adlandırılır.

Diğeri, karbon dioksit ile reaksiyona giren ve onları kendilerine bağlayan katı emici filtreler kullanan katı bir DAC'dir. Bu sistemlerin her ikisi de tersine çevrilebilir, yani sıkışan karbondioksit gerektiğinde yüksek sıcaklıklar kullanılarak salınabilir ve sistemler yeniden kullanılabilir.

Karbon yakalamada ilerlemeler
Karbon yakalama sistemlerinin en büyük dezavantajı verimliliklerinin olmamasıdır. Halihazırda karbonu hapsetmek için büyük ölçekli sistemler inşa ediliyor veya uygulanıyor olsa da, sistemler karbonu tuttukları için verimliliklerini kaybederler ve gazın geri kazanımının yüksek maliyetleriyle gölgelenir.

Yamazoe'nin TMU'daki ekibi, karbonu yakalamak için sıvı-katı faz ayırma sistemi üzerinde çalışıyor. Sistem, gazın sıvı bir çözeltiden geçirildiği sıvı bir DAC gibi çalışır. Bununla birlikte, çözelti içinde hapsolmak yerine, kimyasal reaksiyon gerçekleşir, böylece sıkışan karbon çözünmez ve çözeltiden katı olarak çıkar.

Basın açıklamasına göre, TMU araştırmacıları çalışmaları için sıvı amin bileşikleri kullanmaya odaklandılar ve reaksiyonun hızını ve verimliliğini artırmak için yapılarıyla uğraşıyorlar.

Basın açıklamasına göre, izoforon diamin (IPDA) adlı bir bileşik kullanarak, araştırmacılar 40 ppm (milyonda parça) karbon konsantrasyonlarıyla çalışırken yüzde 99 verimlilik elde ettiler. Araştırmacılar, sıkışan karbonun karbamik asit olarak çökeldiğini ve bu reaksiyonun hızının dünyanın önde gelen DAC sistemlerinden iki kat daha hızlı olduğunu iddia ediyor.

Bu sistemde karbonu yakalamak kolaydır, ancak serbest bırakılması da aynı derecede basittir. Karbondioksitin geri kazanılması için çökeltinin 140 derece Fahrenheit'e (60 santigrat derece) ısıtılması yeterlidir. Geri kazanılan sıvı daha sonra karbon yakalama işleminde yeniden kullanılabilir.

Bunun, dünya çapında kurulabilecek büyük ölçekli karbon yakalama sistemleri için geniş sonuçları olabilir. Araştırma, ACS Çevre Au. dergisinde yayınlandı.

Soyut

Bir sıvı amin ve katı karbamik asit arasındaki faz ayrımı, bir aminosikloheksil grubu taşıyan diaminlerin kullanıldığı 400 ppm CO2 akış sistemi altında >%99 CO2 giderme verimliliği sergiledi. Bunlar arasında izoforon diamin [IPDA; 3-(aminometil)-3,5,5-trimetilsikloheksilamin] en yüksek CO2 uzaklaştırma verimini sergiledi. IPDA, çözücü olarak H2O'da bile CO2/IPDA molar oranında ≥1 CO2 ile reaksiyona girdi. Yakalanan CO2, 333 K'de tamamen desorbe edildi, çünkü çözünmüş karbamat iyonu, düşük sıcaklıklarda CO2 salıyor. IPDA'nın CO2 adsorpsiyon-ve-desorpsiyon döngüleri altında bozulma olmadan yeniden kullanılabilirliği, doğrudan hava yakalama koşulları altında 100 saat boyunca >%99 verimlilik muhafaza edilmesi ve yüksek CO2 yakalama oranı (1 mol amin için 201 mmol/saat), IPDA kullanan faz ayırma sistemi, pratik kullanım için sağlam ve dayanıklıdır.

Kaynak: Interesting Engineering