접착제는 싸고 효율적인 이산화탄소 포획을위한 마법 성분 일 수 있습니다

접착제는 싸고 효율적인 이산화탄소 포획을위한 마법 성분 일 수 있습니다 Ronstik / Shutterstock

탄소 포획 및 저장은 기후 변화로부터 지구를 구하기 위해 노력하는 연구자들 사이에서 뜨거운 주제입니다. 과학자들은 대기로부터 이산화탄소 (CO2)를 포획 할 수있는 물질을 개발하고 개선하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 에서 에너지 안전 연구소 (ESRI) 스완 지 대학 (Swansea University)에서 우리는 액상 아민으로부터 유망한 새로운 물질을 개발했습니다.이 물질은 액체 형태의 이산화탄소 (CO 2)와 반응하는 능력으로 잘 알려진 화학 물질입니다.

액체 아민 보풀을 고체로 만들기위한 충분한 접착제를 첨가함으로써, 결과물 인 새로운 물질은 CO₂에서 자중의 1/5을 포획. 접착제는 일종의 에폭시 수지로서 도료, 바니시 및 바닥재 어디에서나 사용됩니다. 우리의 연구는 에폭시 수지가 탄소 포착 물질을 만드는데 중요한 요소가 될 수 있음을 보여 주며, 70 년 넘게 우리를 응시 해 왔습니다.

접착제는 싸고 효율적인 이산화탄소 포획을위한 마법 성분 일 수 있습니다 탄소 흡착제. 루이스 햄디., 저자 제공

거대한 발전이 이루어지기 때문에 재생 에너지 - 영국의 화석 연료 의존도 감소 - 탄소 포집 기술이 중복되고 있습니까? 불행히도. 1.5에 CO2 농도 산업 시대 이전의 분위기에서. 지구 온난화를 1.5 ° C로 제한하려면 기후 변화의 최악의 결과를 피하십시오., 대기 중 이산화탄소는 산업 규모로 포획되어야하며, 유용한 새로운 화학 물질로 만들어졌다. or 고갈 된 저수지에 깊은 지하 매립.

그것이 야기하는 모든 피해에 대해 CO₂는 실제로 0.04 %의 대기 중 체적, 공기 중에서 직접 추출하기가 매우 어려워 궁극적 인 과제입니다. 우리의 연구는 CO₂ 농도가 8-15 %이고 온도가 40와 100 ° C 사이 인 발전소에서 연기 스택을 남기기 전에 주로 CO₂ 포획에 중점을 두었다.

전 세계 발전소 화석 연료를 지속적으로 태울 것이다. 청정 에너지 기술이 석탄 및 가스 기반의 에너지 생산을 완전히 대체 할 준비가 될 때까지 가능한 한 빨리 배출량을 줄여야합니다.

CO₂ 포집을 수행하는 산업 공정은 현재 액체 아민을 사용하지만 이 기술에는 문제가있다.. 매우 비싸고 효율이 좋지 않으며 화학 물질은 부식성이 강하고 환경에 유독합니다. 이것이 우리가이 문제의 규모와 일치 할 수있는 더 나은 것을 필요로하는 이유입니다.

접착제는 싸고 효율적인 이산화탄소 포획을위한 마법 성분 일 수 있습니다 접착제 분자는 아민 네트워크를 고체 네트워크와 연결시켜 CO₂를 포집하는 데 더 효과적입니다. 루이스 햄디, 저자 제공

차세대 탄소 포집

그렇다면이 새로운 접착제 보조 CO₂ 스폰지의 특징은 무엇입니까? 그것은 주로 이산화탄소와 결합하는 액상 아민과 에폭시 수지 접착제로 만든 폴리머입니다. 접착제 분자가 액체 아민 분자를 하나의 고체 덩어리로 모으는 것으로 나타났습니다. 견고성을 유지하면 액체를 사용하는 현재의 탄소 포집 물질에 비해 처리가 더 쉽고 안전 해지며 재사용이 훨씬 저렴합니다. 에폭시 수지는 싸고 광범위하게 생산됩니다. 이것이 액체 아민과 결합 될 때, 형성되는 고체 물질은 CO2 포집시 매우 효과적입니다. 20 ° C에서 순수 CO₂ 중 거의 90 %를 포획 할 수있는 변종이 발견되었습니다.

이것은 많은 CO2를 흡수 할 수있는 물질을 만들었다는 좋은 징조였습니다. 그러나 연기가 쌓인 상태에서 물질은 가스 혼합물에 노출되어 CO2만을 포집해야합니다. 우리는 지구 대기에서 가장 풍부한 가스 인 질소 (N2)를 채취 할 수 있는지 실험하기 위해 실험을 실시했으나 그렇지 않았지만이 물질이 CO2에 선택적으로 결합한다는 것을 확인했습니다.

다음으로 연기 스택의 복제 된 조건에서 이산화탄소를 포집 할 수있는 재료의 능력을 테스트하기를 원했습니다. 10 ° C에서 90 % CO2와 90 % N₂의 가스 흐름으로 물질을 테스트했습니다. 일단 CO₂가 포획되면 온도를 155 ℃로 증가시켜 포획 된 CO2를 제거하고 다시 사용할 수 있도록 물질을 재생합니다.

접착제는 싸고 효율적인 이산화탄소 포획을위한 마법 성분 일 수 있습니다 이 재료는 스모크 스택 내부에서 어떻게 작동 하는지를 확인하기 위해 테스트되었습니다. 카밀 페 틀 란 / 셔터 스타크

이 물질은 9.5 연속 사이클에서 이산화탄소 중 29 %의 중량을 포집했습니다. 연기 더미 내에서 CO₂를 포획하고 방출하기 위해 끊임없이 노력해야하는 물질에 대해서는 꽤 좋은 성능입니다.

이 물질의 성능에 대한 다음 시험은 물이 연기 더미의 가스에 존재할 때 습한 조건에서 이산화탄소를 포집 할 수있는 능력이었습니다. 습도로 인해 종종 고체 이산화탄소 포집 물질이 CO2 대신 물을 빨아들이는 것처럼 잘 수행되지 못합니다. 그러나 흡수를 방해하기보다는 물이 실제로이 물질이 더 많은 CO2를 포집하는 것을 도왔습니다. 습한 조건 하에서 25 ° C에서만 순수한 CO2로부터의 CO2 흡수는 거대한 23.5 %였다. 하루는 공기에서 직접 CO₂를 포획하는 것이 좋습니다.

이 물질은 고체 탄소 포집 물질에서 차세대 일 수 있습니다. 접착제 : 보편적이면서 저렴하고 풍부하며 기후 변화와의 싸움에서 새롭고 가치있는 역할을 찾을 수 있습니다.

저자에 관하여

Louise Hamdy, 탄소 포집 재료 연구원, 스완 지 대학교

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