Χαμηλού κόστους φίλτρο άνθρακα αφαιρεί το 90% του διοξειδίου του άνθρακα από τα αέρια των καπνοδόχων

Πηγή: ScienceDaily, 20 Μαΐου 2008

Ερευνητές στο Wyoming ανέπτυξαν ένα φίλτρο άνθρακα χαμηλού κόστους που μπορεί να αφαιρέσει το 90% του διοξειδίου του άνθρακα, από τις καπνοδόχους των εργοστασίων ηλεκτρικής ενέργειας που καίνε άνθρακα και άλλα ορυκτά καύσιμα.

Ο Maciej Radosz στο εργαστήριο υλικών του Wyoming αναφέρουν ότι υπάρχει επείγουσα ανάγκη για απλές, ανέξοδες νέες τεχνολογίες για να αφαιρεθεί το διοξείδιο του άνθρακα από τις καπνοδόχους των εργοστασίων. Οι εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που καίνε λιγνίτη είναι σημαντικές πηγές των αερίων του θερμοκηπίου, και μπορεί να απαιτηθούν πρόσθετα μέτρα για το μέλλον.

Η μελέτη περιγράφει μια νέα διαδικασία σύλληψης του διοξειδίου του άνθρακα, σχεδιασμένη για να ικανοποιήσει την ανάγκη μείωσης του. Χρησιμοποιεί ένα απλό, χαμηλού κόστους φίλτρο από πορώδη ανθρακούχο υλικό που λειτουργεί σε χαμηλές πιέσεις. Τα δεδομένα μοντελοποίησης και οι εργαστηριακές δοκιμές προτείνουν ότι η συσκευή λειτουργεί καλύτερα από τις υπάρχουσες τεχνολογίες σε σχέση με το κόστος τους.

Καταλύτης με βάση το άζωτο μπορεί να διασπάσει το CO₂

Το όνειρο των χημικών είναι να μιμηθούν τη φύση και να διασπάσουν τους χημικούς δεσμούς του CO₂ σε άτομα άνθρακα και οξυγόνου. Με τη διαδικασία αυτή θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το CO2 από την ατμόσφαιρα ως πηγή καυσίμων, όπως ακριβώς κάνουν τα φυτά.

Έτσι, σε μια προσπάθεια να μιμηθούν αυτή τη φυσική διαδικασία, ο Frederic Goettmann, χημικός στο Ινστιτούτο Max Planck της Γερμανίας και η ομάδα του, δημιούργησαν ένα νέο καταλύτη με βάση το άζωτο (όπως γίνεται στη φωτοσύνθεση), ο οποίος μπορεί να παράγει καρβαμιδικά άλατα. Η ουσία είναι φτιαγμένη από επίπεδα στρώματα άνθρακα και άτομα αζώτου διαταγμένα σε εξάγωνα.

Στη φωτοσύνθεση, το μόριο του CO₂ αρχικά συνδέεται με άτομα αζώτου, δημιουργώντας χημικές ουσίες που λέγονται καρβαμιδικά άλατα. Αυτές οι λιγότερο σταθερές ουσίες μπορούν εν συνεχεία να διασπαστούν, επιτρέποντας έτσι τη χρήση των ατόμων του άνθρακα στη σύνθεση άλλων προϊόντων του φυτού, όπως τη λακτόζη και τις πρωτεΐνες.

Η επιστημονική ομάδα θέρμανε ένα μείγμα CO₂ και βενζένιο με τον καταλύτη σε θερμοκρασία 150 βαθμούς Κελσίου. Στο πρώτο στάδιο, ο καταλύτης ενεργοποίησε το CO₂ οπότε σχηματίστηκε καρβαμιδικό άλας, σαν κι αυτό που δημιουργείται στα φυτά. Στο επόμενο στάδιο, ο καταλύτης επέτρεψε στα μόρια του βενζένιου να αποσπάσουν το άτομο οξυγόνου από το CO₂ στο καρβαμιδικό άλας, παράγοντας φαινόλη και ένα είδος μονοξειδίου του άνθρακα.

"Το μονοξείδιο του άνθρακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χτιστούν καινούργιοι δεσμοί άνθρακα με άνθρακα", εξηγεί ο Goettmann. "Κάναμε το πρώτο βήμα χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα ως πηγή για χημική σύνθεση".

Οι ερευνητές προσπαθούν τώρα να φέρουν τη μέθοδό τους ακόμη πιο κοντά στη φωτοσύνθεση. "Η αντίδραση του βενζένιου παρέχει την ενέργεια για τον διαχωρισμό του CO2, αλλά στα φυτά αυτό το κάνει το ηλιακό φως".

Ο νέος καταλύτης απορροφά υπέρυθρες ακτινοβολίες, γι’ αυτό και η ομάδα πειραματίζεται με το αν μπορεί το φως να αντικαταστήσει το βενζένιο.

Πηγή: NewScientist