Новая технология хранения углерода

Кредит: Университет Техаса в Остине

В новых исследованиях, опубликованных в ACS устойчивой химии и инженерии, команда разработала метод сверхбыстрой образования гидратов углекислого газа.Эти уникальные ледяные материалы могут похоронить углекислый газ в океане, предотвращая его выпущение в атмосферу.

«Мы смотрим на огромную проблему - определяя способ безопасно удалить гигатоны углерода из нашей атмосферы - и гидраты предлагают универсальное решение для хранения углерода. Чтобы они были основным куском пирога с хранением углерода, нам нужна технология.Чтобы быстро и в масштабе выращивать их », - сказал Вайбхав Бахадур, профессор кафедры машиностроения Уокера, который руководил исследованиями.«Мы показали, что мы можем быстро выращивать гидраты без использования каких -либо химических веществ, которые компенсируют экологические преимущества захвата углерода».

Углекислый газ является наиболее распространенным парниковым газом и основным фактором изменения климата.Установка углерода и секвестрация вынимают углерод из атмосферы и хранит его навсегда.Это рассматривается как критический аспект декарбонизации нашей планеты.

Сегодня наиболее распространенный метод хранения углерода включает инъекцию углекислого газа в подземные резервуары.Этот метод имеет двойные преимущества улавливания углерода, а также увеличение добычи нефти.

Тем не менее, этот метод сталкивается с значительными проблемами, включая утечку углекислого газа и миграцию, загрязнение подземных вод и сейсмические риски, связанные с инъекцией.Во многих частях мира также не хватает подходящих геологических особенностей для инъекции водохранилища.

Бахадур сказал, что гидраты представляют собой «план B» для хранения углерода в Gigascale, но они могут стать «планировать», если некоторые из основных проблем могут быть преодолены.До сих пор процесс формирования этих гидратов за захват углерода был медленным и интенсивным энергией, удерживая его от становления крупномасштабными средствами хранения углерода.

В этом новом исследовании исследователи достигли шестикратного увеличения скорости образования гидрата по сравнению с предыдущими методами.Скорость в сочетании с процессом без химикатов облегчает использование этих гидратов для массового хранения углерода.

Магний представляет собой «секретный соус» в этом исследовании, выступая в качестве катализатора, который устраняет необходимость химических промоторов.Этом помогает высокая пузырька CO2 с высокой скоростью потока в определенной конфигурации реактора.Эта технология хорошо работает с морской водой, что облегчает реализацию, потому что она не полагается на сложные процессы опреснения для создания пресной воды.

«Гидраты являются привлекательными вариантами хранения углерода, так как морское дно предлагает стабильные термодинамические условия, которые защищают их от разложения».Бахадур сказал.«По сути, мы делаем хранение углерода доступным для каждой страны на планете, которая имеет береговую линию; это делает хранение более доступным и возможным в глобальном масштабе и приближает нас к достижению устойчивого будущего».

Последствия этого прорыва выходят за рамки секвестрации углерода.Сверхпроходное образование гидратов имеет потенциальные применения в опреснительном состоянии, разделении газа и хранении газа, предлагая универсальное решение для различных отраслей промышленности.

Исследователи и UT подали на пару патентов, связанных с технологией, и команда рассматривает стартап для его коммерциализации.

More information: Awan Bhati et al, Ultrafast Formation of Carbon Dioxide Hydrate Foam for Carbon Sequestration, ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2024). DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c03809