Команда, во главе с учеными из Гарвардского университета и Ливерморской национальной лаборатории, использовала микрожидкий метод собрания, чтобы произвести микрокапсулы, которые содержат жидкие сорбенты или абсорбирующие материалы, заключенные в очень водопроницаемые раковины полимера. У них есть значительные исполнительные преимущества перед поглощающими углерод материалами, используемыми в текущей технологии захвата и конфискации имущества.Работа описана в работе, опубликованной онлайн сегодня в журнале Nature Communications.
«Микрокапсулы использовались во множестве заявлений – например, в фармацевтических препаратах, продовольственной приправе, косметике и сельском хозяйстве – для доставки, которой управляют, и выпуска, но это – одна из первых демонстраций этого подхода для захвата, которым управляют», сказал Дженнифер А. Льюис, профессор Hansjorg Wyss Биологически Вдохновленной Разработки в Школе Гарварда Технических и прикладных наук (МОРЯ) и автор co-лидерства. Льюис – также основной преподаватель Института Wyss Биологически Вдохновленной Разработки в Гарварде.Электростанции – единственный крупнейший источник углекислого газа (CO2), парниковый газ, который улавливает тепло и делает планету теплее. По данным американского Агентства по охране окружающей среды, уголь – и естественные газовые заводы был ответственен за одну треть американских выбросов парниковых газов в 2012.
Вот почему агентство предложило правила, передающие под мандат существенно уменьшенные выбросы углерода на всех новых запущенных ископаемым топливом электростанциях. Удовлетворение новых стандартов потребует, чтобы операторы оборудовали заводы заманивающей в ловушку углерод технологией.
Текущая технология улавливания углерода использует едкие основанные на амине растворители, чтобы отделить CO2 от газа гриппа возможность избежать дымовых труб средства. Но современные процессы дорогие, результат в значительном сокращении продукции электростанции, и приводят к токсичным побочным продуктам. Новая техника использует богатый и экологически мягкий сорбент: карбонат натрия, который является пищевой содой кухонного сорта.
Микроскрытые углеродные сорбенты (MEC) достигают увеличения порядка величины показателей поглощения CO2 по сравнению с сорбентами, в настоящее время используемыми в улавливании углерода. Другое преимущество состоит в том, что амины расщепляются со временем, в то время как у карбонатов есть фактически безграничный срок годности.«MEC обеспечивают новый способ захватить углерод с меньшим количеством проблем охраны окружающей среды», сказал Роджер Д. Эйнес, лидер топливной инновационной программы цикла в Ливерморской национальной лаборатории и авторе co-лидерства. «Завоевание выбросов углерода в мире является огромной работой.
Нам нужна технология, которая может быть применена ко многим видам источников углекислого газа с полной уверенностью общественности в безопасности и устойчивости».Исследователи в Лоуренсе Ливерморе и National Energy Technology Lab американского Министерства энергетики теперь работают над улучшениями к процессу захвата, чтобы принести технологию, чтобы измерить.Эйнес говорит, что ОСНОВАННЫЙ НА MEC подход мог также быть скроен к производственным процессам как производство стали и цемента, которые являются значительными источниками парникового газа.
«Эти водопроницаемые силиконовые бусинки могли быть прорывом ‘нарезного хлеба’ для захвата CO2 – эффективные, легкие в обращении, минимальные отходы, и дешевый, чтобы сделать», сказал Стюарт Хэсзелдайн, преподаватель улавливания и хранения углерода в Эдинбургском университете, который не был вовлечен в исследование. «Надежные, безопасные, и безопасные капсулы, содержащие растворители, скроенные к разнообразным заявлениям, могут поместить захват CO2 твердо на путь снижения затрат».MEC произведены, используя двойное капиллярное устройство, в котором скорости потока трех жидкостей – решение для карбоната объединилось с катализатором для расширенного поглощения CO2, фотоизлечимый силикон, который формирует краткую раковину, и водным раствором – можно независимо управлять.
«Герметизация позволяет Вам объединять преимущества СМИ твердого захвата и СМИ жидкого захвата в той же самой платформе», сказал Льюис. «Это также довольно гибко в том оба, которые химия ядра и раковины может быть независимо изменена и оптимизирована».«Эта инновационная газовая платформа разделения обеспечивает большие площади поверхности, устраняя много эксплуатационных проблем, включая коррозию, испаряющие потери и загрязнение», сказал Ах-Hyung (Алисса) Парк, стул в прикладной науке о климате и адъюнкт-профессоре Земли и инженерной защиты окружающей среды в Колумбийском университете, который не был вовлечен в исследование.Льюис ранее провел инновационное исследование в 3D печати функциональных материалов, включая конструкции ткани с вложенной васкулатурой, литий-ионными микробатареями и ультралегкими материалами эпоксидной смолы углеволокна.
Финансирование для скрытой жидкой работы карбонатов было обеспечено Инновационными Материалами и Процессами для Продвинутой Технологической программы Улавливания углерода энергии управления перспективных исследований американского Министерства энергетики.