Новый способ хранения углерода, захваченного из атмосферы, разработанный исследователями из Техасского университета в Остине, работает намного быстрее, чем существующие методы, без вредных химических ускорителей, которые им требуются.
В новом исследовании, опубликованном в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering, команда разработала метод сверхбыстрого образования гидратов углекислого газа. Эти уникальные ледоподобные материалы могут хранить углекислый газ в океане, предотвращая его выброс в атмосферу.
«Мы сталкиваемся с огромной проблемой — поиском способа безопасного удаления гигатонн углерода из нашей атмосферы — и гидраты предлагают универсальное решение для хранения углерода. Чтобы они стали основным способом хранения углерода, нам нужна технология для их быстрого и масштабного выращивания», — сказал Вайбхав Бахадур (Vaibhav Bahadur), профессор кафедры машиностроения Уокера (the Walker Department of Mechanical Engineering), который руководил исследованием. «Мы показали, что можем быстро выращивать гидраты без использования каких-либо химикатов, которые компенсируют экологические преимущества улавливания углерода."
Углекислый газ является наиболее распространенным парниковым газом и основным фактором изменения климата. Улавливание и связывание углерода забирает углерод из атмосферы и хранит его постоянно. Это рассматривается как важнейший аспект декарбонизации нашей планеты.
На сегодняшний день наиболее распространенным методом хранения углерода является закачка углекислого газа в подземные резервуары. Этот метод имеет двойные преимущества: улавливание углерода, а также увеличение добычи нефти.
Однако этот метод сталкивается со значительными проблемами, включая утечку и миграцию углекислого газа, загрязнение грунтовых вод и сейсмические риски, связанные с закачкой. Во многих частях мира также отсутствуют подходящие геологические особенности для закачки углерода.
Гидраты представляют собой «план Б» для хранения гигамасштабного углерода, сказал Бахадур, но они могут стать «планом А», если некоторые из основных проблем будут преодолены. До сих пор процесс формирования этих удерживающих углерод гидратов был медленным и энергоемким, что не позволяло ему стать крупномасштабным средством хранения углерода.
В этом новом исследовании ученые достигли шестикратного увеличения скорости образования гидратов по сравнению с предыдущими методами. Скорость в сочетании с процессом без химикатов облегчает использование этих гидратов для массового хранения углерода.
Магний представляет собой «секретный ингредиент» в этом исследовании, действуя как катализатор, который устраняет необходимость в химических стимуляторах. Этому способствует высокая скорость потока барботирования CO2 в конкретной конфигурации реактора. Эта технология хорошо работает с морской водой, что упрощает ее внедрение, поскольку она не зависит от сложных процессов опреснения для создания пресной воды.
«Гидраты являются привлекательными вариантами хранения углерода, поскольку морское дно предлагает стабильные термодинамические условия, которые защищают их от разложения». — сказал Бахадур. «По сути, мы делаем хранение углерода доступным для каждой страны на планете, имеющей береговую линию; Это делает хранение более доступным и целесообразным в глобальном масштабе и приближает нас к достижению устойчивого будущего".
Последствия этого прорыва выходят за рамки секвестрации углерода. Сверхбыстрое образование гидратов имеет потенциальное применение в опреснении, разделении и хранении газа, предлагая универсальное решение для различных отраслей промышленности.
Исследователи и UT подали заявку на пару патентов, связанных с технологией, и команда рассматривает стартап для ее коммерциализации.
Источник: https://techxplore.com/news/2024-07-carbon-storage-technology-fastest-kind.html
Автор: by University of Texas at Austin
