Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Разместить статью
Фото: Клей. DANIEL SANTOS | GETTY IMAGES
Фото: Клей. DANIEL SANTOS | GETTY IMAGES

Полимерный клей недорого и эффективно улавливает углекислый газ

Природные ресурсы, экология и строительство

Опубликовано: 14.09.2019

Обновлено: 29.11.2021

 1157

Электростанции по всему миру продолжат сжигать ископаемое топливо, пока технологии экологически чистой энергии полностью не заменят уголь и газ

Улавливать и хранить углерод - волнующая тема среди исследователей. Ученые разрабатывают и улучшают материалы, которые захватывают углекислый газ (CO₂) из атмосферы. В Научно-исследовательском институте энергетической безопасности (ESRI) Университета Суонси разработан многообещающий материал из жидкого амина - химического вещества, которое известно своей способностью реагировать с CO₂. Однако в жидкой форме это вещество имеет низкую эффективность.

Добавляя в жидкий амин достаточное количество клея, чтобы жидкость перешла в твердое состояние, получается новый материал, который захватывает CO₂ [1] в количестве одной пятой своего собственного веса. В качестве клея взяли эпоксидную смолу, которая входит в состав различных красок, лаков и напольных покрытий. Эпоксидные смолы могут стать ключевым сырьем, чтобы создавать эффективные материалы, которые улавливают углекислый газ.

Сейчас конценитрация CO₂ в атмосфере примерно в 1,5 раза выше, чем в доиндустриальное время. Если есть цель ограничить глобальное потепление в пределах 1,5 ⁰C, необходимо улавливать атмосферный CO₂ в промышленном масштабе и либо преобразовывать его в полезные химические или биологические вещества, либо утилизировать глубоко под землей в истощенных нефтяных месторождениях.

При всех проблемах, связанных с выбросами CO₂, фактически его доля составляет всего 0,04% от всего объема атмосферы, поэтому его очень трудно извлечь непосредственно из воздуха. Предлагается улавливать CO₂ до того, как он покинет дымовые трубы на электростанциях, где его концентрация колеблется от 8 до 15 %, а температура - от 40 до 100 ⁰C. Электростанции по всему миру продолжат сжигать ископаемое топливо, пока технологии экологически чистой энергии полностью не заменят уголь и газ.

В промышленных процессах, в которых улавливается CO₂, используются жидкие амины, но эта технология несет в себе определенные трудности: высокая стоимость, низкая эффективность, вред окружающей среде.

Технологии следующего поколения

Что же особенного в этой «губке» из клея, которая впитывает CO₂? Это полимер, в основном из жидких аминов, которые взаимодействуют с CO₂. Было показано, что молекулы клея связывают молекулы жидкого амина и образуется одна твердая масса. Твердое состояние делает материал легким и безопасным в обращении, и дешевым, чтобы его повторно использовать. Эпоксидная смола стоит недорого и производится в больших объемах. Когда она и жидкий амин соединяются вместе, образуется твердый материал, который очень эффективно захватывает CO₂.

Однако, находясь в дымовой трубе, на материал будет действовать смесь газов, а ему необходимо захватывать исключительно CO₂. Провели эксперимент, чтобы выяснить, будет ли полимер поглощать азот (N₂) - самый распространенный газ в атмосфере Земли. Однако этого не случилось. Исследователи подтвердили, что материал избирательно поглощает только CO₂.

В искусственных условиях, которые повторяли характеристики дымовой трубы, материал испытали потоком газа, который состоял из 10% CO₂ и 90% N₂, при температуре 90 ⁰C. После того как полимер поглотил CO₂, температуру повысили до 155 ⁰C, чтобы высвободить углекислый газ и восстановить материал.

Полимерный клей улавливал CO₂ в количестве 9,5% от своего веса в течение 29 последовательных циклов - это довольно хорошая производительность, учитывая, что он постоянно находился в дымовой трубе.

Следующее испытание провели, чтобы проверить работоспособность материала в условиях повышенной влажности, которая, в том числе, есть и в дымовых газах. Влажность часто приводит к тому, что аналогичные по назначению твердые материалы теряют свои свойства, поскольку они напитываются водой, вместо того чтобы поглощать CO₂.

На удивление, вместо того чтобы ухудшить свойства материала, влага фактически помогла ему захватить больше CO₂. В условиях влажности и только при 25 ⁰C клей поглотил CO₂ в количестве 23,5% своего собственного веса. Это создает большие перспективы, чтобы захватывать CO₂ непосредственно из воздуха.

 

Ссылки:

1. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.9b00574

 

Источник: The Conversation

20.65%
1 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Выставочный павильон Aikalava, построенный в честь 100-летия Финляндии. Фотография: Vesa Loikas

Деревянное строительство снизит на половину выбросы углерода в Европе

Обновлено: 16.11.2020
 670
Climeworks Plant to Sky Copyright Climeworks. Photo by Julia Dunlop. Источник: climeworks.com

Переосмысление СО2: от загрязнителя к ценному ресурсу

Обновлено: 18.10.2020
 1058
Фото: Летучая мышь - нетопырь Натузиуса (Pipistrellus nathusii) - погибла от ветряной турбины. Источник: Кристиан К. Фойгт

Противопоставление заботы о климате биоразнообразию

Обновлено: 04.05.2020
 972

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Фото: BBQ Gourmet

    Инфракрасные горелки в газовых грилях: типы, преимущества, уход

    Обновлено: 15.02.2023  462
    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  772
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  743

    Популярные категории

    • Системы отопления и охлаждения55
    • Альтернативная энергия57
    • Оборудование и материалы86
    • Водоснабжение и водоотведение23
    • Природные ресурсы, экология и строительство91

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.