Die neuen Sorptionsmittel haben eine dreimal höhere Kapazität, Kohlendioxid aus der Luft zu absorbieren als bestehende. Das Sorptionsmittel wandelt auch Kohlendioxid in Natriumbicarbonat oder Backpulver um, das sicher in den Ozeanen zurückgehalten werden kann, wenn es Meerwasser ausgesetzt wird. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur sind in Kanada, Europa und den Vereinigten Staaten (IEA) bereits 18 Anlagen in Betrieb, die Kohlendioxid direkt aus der Luft gewinnen. In diesen Anlagen im Pilotmaßstab wird Kohlendioxid unter Verwendung von Flüssigkeiten oder Feststoffen auf Aminbasis abgeschieden. Nachdem die Materialien erhitzt wurden, um das Kohlendioxid zur Verwendung oder Lagerung freizusetzen, wird das Sorptionsmittel zur Wiederverwendung bereit gemacht.
Techniken zur Kohlendioxidabscheidung
Mit der heutigen Technologie kann eine Tonne CO₂ jedoch nur für wenige hundert Dollar abgeschieden werden. Laut IEA müssen die Kosten gesenkt werden, bevor Direct Air Capture (DAC) weit genug eingesetzt werden kann, um dazu beizutragen, die CO2050-Emissionen bis XNUMX weltweit auf null zu reduzieren.
Die Erhöhung der Fähigkeit eines Sorptionsmittels, CO&sub400; bei einer Konzentration von XNUMX Teilen pro Million in Luft zu absorbieren, ist eine Technik, um dies zu erreichen. Arup K. SenGupta, ein Umweltingenieur an der Lehigh University, und sein Team leiteten eine Kupferchloridlösung durch Harzkügelchen, die Polyamingruppen enthielten, um ein Sorptionsmittel mit hoher Kapazität zu schaffen.
Die Stickstoffatome in den Aminen gehen eine Bindung mit den Kupferionen ein und färben die Kügelchen blau. Die kupfermodifizierten Kügelchen fingen etwa 5 Mol CO&subXNUMX;/kg ein, dreimal mehr als unbehandelte Kügelchen und die meisten anderen bekannten festen Sorptionsmittel, wenn atmosphärische Luft durch eine mit ihnen gefüllte Säule gedrückt wurde. CO₂ und Wasserdampf in der Luft reagieren zu Bicarbonaten, die sich an den Kupfer-Stickstoff-Komplex binden. Diese Reaktion wird durch positiv geladene Kupferionen ausgelöst.
Anschließend leiteten die Wissenschaftler das Meerwasser durch den Dickdarm. Natriumbikarbonat, das ins Meer gelangen kann, entsteht, wenn Kupferionen Bikarbonationen durch Chlorid in Salz ersetzen, das in Salzwasser vorkommt. Laut SenGupta könnten die Ozeane als wichtige Kohlendioxidsenke dienen.
Ihm zufolge sollte die höhere Kapazität des neuen Sorbens zu niedrigeren DAC-Kosten führen. Er stellt sich Onshore- oder Offshore-Anlagen vor, in denen Luft und Wasser aus dem Meer durch mit Sorptionsmittel gefüllte Säulen strömen. Das Wasser, das das Backpulver enthält, wird dann in den Ozean eingeleitet. Wenn wir eine große Kapazität erreichen, kostet es weniger als 100 US-Dollar pro Tonne CO₂. Damit Direct Air Capture weltweit eingesetzt werden kann, brauchen wir eine Technik, die sich auf unterentwickelte oder arme Länder erstrecken kann.
David Keith, ein Physiker der Harvard University und Gründer der DAC-Initiative Carbon Engineering, argumentiert, dass die Fähigkeit des Materials, Kohlenstoff zu laden, bemerkenswert ist. Aber wenn Sie die Kosten niedrig halten wollen, müssen Sie beschleunigen, wie schnell das Material Kohlendioxid absorbiert. „Für eine effektive Lufterfassung ist eine schnelle Kinetik erforderlich, da sonst die Kosten für das Luftkontaktsystem steigen“, sagt er.
Quelle: cen.acs.org/environment
Günceleme: 21/03/2023 12:49