Экономичный способ преобразования углекислого газа в карбонат кальция
Альтернативным решением является преобразование CO2 в карбонат кальция или магния.
«Один из способов сделать это — использовать фермент под названием карбоангидраза», — объясняет Гаурав Бхадури, ведущий автор статьи и аспирант Школы химической инженерии и перспективных материалов Университета.
«Однако фермент неактивен в кислой среде, а поскольку одним из продуктов реакции является угольная кислота, это означает, что фермент эффективен только в течение очень короткого времени, а также делает процесс очень дорогим.
«Прелесть никелевого катализатора в том, что он продолжает работать независимо от pH, а благодаря своим магнитным свойствам его можно повторно улавливать и использовать снова и снова. К тому же он очень дешевый — в 1000 раз дешевле фермента. А побочный продукт – карбонат – полезен и не вреден для окружающей среды.
«Наше открытие дает реальную возможность для таких отраслей промышленности, как электростанции и химические заводы, улавливать все выбросы CO2 до того, как он попадет в атмосферу, и хранить его в виде безопасного, стабильного и полезного продукта».
Ежегодно человечество выбрасывает в атмосферу в среднем 33,4 миллиарда метрических тонн CO2, из которых около 45% остается в атмосфере. Как правило, автомобиль с бензиновым двигателем производит тонну CO2 каждые 4000 миль.
Карбонат кальция, или мел, составляет около 4% земной коры и действует как резервуар углерода, который, по оценкам, эквивалентен 1,5 миллионам миллиардов метрических тонн двуокиси углерода.
Является основным компонентом раковин морских организмов, улиток, жемчуга и яичной скорлупы, является полностью стабильным минералом, широко используемым в строительной промышленности для изготовления цемента и других материалов, а также в больницах для изготовления гипсовых слепков.
Если вам понравилась эта статья, дайте краткий обзор ycombinator или StumbleUpon .
Спасибо
Брайан Ванг
Брайан Ванг — лидер футуристической мысли и блоггер, который читает популярный научный блог с миллионом читателей в месяц. Его блог Nextbigfuture.com занимает первое место среди блогов научных новостей. Он охватывает множество прорывных технологий и тенденций, включая космос, робототехнику, искусственный интеллект, медицину, антивозрастную биотехнологию и нанотехнологии.
Известный своими передовыми технологиями, в настоящее время он является соучредителем стартапа и занимается сбором средств для перспективных компаний на ранней стадии развития. Он является руководителем отдела исследований по распределению инвестиций в глубокие технологии и инвестором-ангелом в Space Angels.
Часто выступая в корпорациях, он был спикером TEDx, спикером Singularity University и гостем многочисленных интервью для радио и подкастов. Он открыт для публичных выступлений и консультаций.
Улавливание СО2 из атмосферного воздуха с использованием цикла CaCO3-CaO – Профессорская степень по возобновляемым источникам энергии
Мотивация
- Очистка воздуха: сценарии МГЭИК предсказывают, что улавливания CO 2 из дымовых газов электростанций будет недостаточно для стабилизации концентрации CO 2 в атмосфере и дополнительного захвата CO 2 из окружающего воздуха становятся необходимыми ввиду увеличения выбросов от транспорта и других распределенных источников.
- Выбросы: использование солнечной энергии для технологического тепла устраняет выбросы CO 2
- Логистика: CO 2 завод по улавливанию, расположенный рядом с местом окончательного хранения, устраняет необходимость в CO 2 транспорт
Исходная информация – Новый цикл солнечной термохимической карбонизации-прокаливания для улавливания CO 2 непосредственно из воздуха показан на рисунке 1. Концентрированная солнечная энергия служит источником высокотемпературного технологического тепла. Теоретическая чистая потребность в энергии оценивается в 2,5 МДж/моль CO 9 .0056 2 захвачено.
Рисунок 1. Энергетические и материальные потоки для улавливания CO 2 из атмосферного воздуха с использованием реакций карбонизации и прокаливания под действием солнечной энергии.
Концепция солнечного реактора проиллюстрирована на рис.
- Стадия карбонизации :
окружающий воздух и пар являются псевдоожижающим газом, CaO превращается в CaCO 3 , и CO 2 — истощенный воздух покидает место реакции - Стадия прокаливания :
H 2 O или CO 2 является псевдоожижающим газом, CaCO 3 превращается в CaO, а чистый CO 2 покидает место реакции
Рис.2. Схема солнечного реактора с псевдоожиженным слоем для последовательного проведения циклов карбонизации-прокаливания с использованием солнечной энергии
Лабораторная система солнечного реактора с псевдоожиженным слоем, показанная на рис. 3, была испытана на выполнение обеих стадий термохимического цикла карбонизация-кальцинация для удаления CO 
Пять последовательных циклов были экспериментально продемонстрированы в высокопоточном солнечном симуляторе. На всех стадиях карбонизации CO 2 был практически полностью удален из воздуха, так как отходящие газы содержали менее 1 ppm CO 2 (рис.4). Во время всех стадий прокаливания CO 2 выделялся до тех пор, пока реакция не завершилась примерно через 500 с. Система с псевдоожиженным слоем оказалась подходящей концепцией реактора для осуществления обеих стадий предлагаемого термохимического цикла улавливания CO 9 .0056 2 из окружающего воздуха.
Рис.3. Экспериментальная установка на High-Flux Solar Simulator
Рис.4. Экспериментальная демонстрация: измеренные температуры и концентрация CO 2 в отходящих газах для пяти последовательных циклов карбонизации-кальцинирования
Цели – Исследовать и экспериментально продемонстрировать термохимический цикл захвата CO 2 из воздуха с использованием концентрированной солнечной энергии.