Университет углерода, Университет Хьюстона разработал решения для снижения затрат и потребления

Новая электрохимическая система без мембраны делает углерод более дешевый и эффективный углерод, а также в батареях.

Установка углерода считается ключевой технологией для сокращения выбросов крупных промышленных предприятий, таких как угольные и газовые заводы, цементные и стальные мельницы. Эти сектора, которые трудно декарбонизировать, продолжают производить огромное количество Co₂. Исследовательская группа Университета Хьюстона разработала процесс, который обещает разбить затраты и потребление, связанные с этой практикой, что делает его более доступным и широко распространенным. Работа, опубликованная на Природная связьпредставляет решение «без мембрана«То есть без мембраны, которая революционизирует архитектуру существующих систем.

Углеродный захват с меньшим количеством энергии и меньшими затратами

В традиционных методах Co₂ отделяется от горячих паров с использованием растворителей на основе амина и системы регенерации, которая требует большой энергии. Электрохимические процессы, родившиеся в последние годы, предлагали альтернативным способом, но самым дорогим и хрупким элементом была мембрана Ионианской обмена.

Исследовательская группа, возглавляемая Мимом Рахими, профессором Инженерного колледжа Каллена Университета Хьюстона, нашла способ исключить его благодаря специальным электродам с распространением газа. Это изменение уменьшает сложность системы, устраняет насосы и колонны поглощения и делает модуль более компактным и модульным. Это означает, что захват углерода также может быть установлен в пониженных пространствах и адаптирован к различным промышленным реалиям.

Эффективность превышает 90%

Лабораторные тесты показали эффективность удаления CO₂ более 90%, с гораздо более низким потреблением энергии, чем в прошлом. Таким образом, предполагаемая стоимость снижается до 70 долларов на тонну вылавливания углекислого газа, половину из 137 долларов обычных систем.

Мало того: в соответствии с симуляциями, дальнейшие улучшения могут привести к стоимости ниже 50 долларов за тонну. Это сделало бы захват углерода действительно конкурентоспособным для крупных отраслей, в настоящее время борясь со все более строгими экологическими целями.

Исследователи показали, что наилучшая производительность получается с помощью электродов на основе меди, оптимизируя толщину и пористость, чтобы стимулировать прохождение газа.

Ванадиевые потоки для захвата углерода

Проект на этом не останавливается. Второе исследование, опубликованное на ACS ES & T Engineeringисследовал еще более амбициозную систему: аккумулятор ванадиевого потока, способный захватить CO₂ при хранении возобновляемых энергии.

Во время фазы заряда батарея поглощает углекислый газ, который затем выделяется во время фазы разряда. Таким образом, одно устройство может вносить вклад как в стабилизацию электрической сети, накопления энергии из прерывистых источников, таких как ветер и солнечный, и сокращение выбросов.

Это подход «два в одном«Что касается будущего, в котором энергетические и экологические технологии работают вместе, повышая общую эффективность систем.

На пути к промышленным применению

Основными преимуществами новой конфигурации являются простота и модульность. Устранение мембраны и других деликатных компонентов, система становится более надежной и дешевле.

Это открывает конкретные возможности применения в крупных промышленных системах и существующих электростанциях, не требуя потрясений инфраструктуры.

Некоторые проблемы еще предстоит столкнуться, такие как длительные тесты и сопротивление системы к примесям, присутствующим в парах, например, оксиды серы.

Однако уже полученные результаты показывают, что захват углерода может стать практической и удобной технологией, неотъемлемой частью мировой стратегии декарбонизации.