Казылып алынган отун эмиссияларынан көмүр кычкыл газын кармоо үчүн глобалдык жылуулукту көзөмөлдөөнүн жаңы ыкмасы иштелип чыкты.
Парник газдарынын эмиссиясы климаттын өзгөрүшүнө эң чоң салым кошот. Маанилүү парник газдарынын эмиссиясы ири масштабдуу индустриялаштыруунун жана адамдын ишмердүүлүгүнүн натыйжасы болуп саналат. Бул парник газдарынын эмиссиясынын көпчүлүгү казылып алынган отундун күйүшүнөн пайда болгон көмүр кычкыл газынан (CO2) турат. Атмосферадагы CO2нин жалпы концентрациясы индустриялаштыруу доору башталгандан бери 40 пайыздан ашык өстү. Парник газдарынын эмиссиясынын мындай туруктуу өсүшү планетаны " глобалдык жылуулук " деп аталып жаткан жылытууда , анткени компьютердик симуляциялар эмиссиялар жердин орточо бетинин температурасынын убакыттын өтүшү менен жогорулашына жооптуу экенин көрсөттү, бул жаан-чачындын өзгөрүшүнө, бороон-чапкындын күчөшүнө, деңиз деңгээлине ж.б. байланыштуу "климаттын өзгөрүшүнө" алып келет. Ошентип, эмиссиялардан көмүр кычкыл газын "кармоонун же кармоонун" ылайыктуу жолдорун иштеп чыгуу климаттын өзгөрүшүнө каршы күрөшүүнүн маанилүү аспектиси болуп саналат. Көмүртекти кармоо технологиясы ондогон жылдардан бери бар, бирок жакында экологиялык көйгөйлөрдөн улам көбүрөөк көңүл бурулуп келет.
Көмүртек алуунун жаңы методологиясы
Көмүртекти кармоонун стандарттуу процедурасы СО2ни газ аралашмасынан кармап, бөлүп алууну, андан кийин аны сактоочу жайга ташуу жана атмосферадан алыс, адатта жер астында сактоону камтыйт. Бул процесс энергияны көп талап кылат, бир катар техникалык маселелерди, тобокелдиктерди жана чектөөлөрдү камтыйт, мисалы, сактоочу жайда агып кетүү ыктымалдуулугу жогору. Chem журналында жарыяланган жаңы изилдөөдө көмүртекти кармоонун келечектүү альтернативасы сүрөттөлөт. АКШнын Энергетика департаментинин окумуштуулары көмүр менен иштеген электр станцияларынан СО2ни алып салуунун уникалдуу ыкмасын иштеп чыгышты жана бул процесс учурда тармакта колдонулуп жаткан эталондук көрсөткүчтөргө салыштырмалуу 24 пайызга аз энергияны талап кылат.
Изилдөөчүлөр мурунку изилдөөлөрдө көрсөтүлгөндөй, терс заряддуу аниондорго байланышуу жөндөмүнө ээ болгон бис-иминогуанидиндер (BIG) деп аталган табигый жол менен пайда болгон органикалык кошулмалардын үстүндө иштешкен. Алар BIGлердин бул өзгөчө касиети бикарбонат аниондоруна да тиешелүү болушу керек деп ойлошкон. Ошентип, BIGлер сорбент (башка молекулаларды чогулткан зат) сыяктуу иш алып барып, CO2ди катуу акиташка (кальций карбонаты) айландыра алат. Сода акиташы - бул скуба-дайверлер, суу астында жүрүүчү кемелер жана башка жабык дем алуу чөйрөлөрү тарабынан дем чыгарган абаны чыпкалоо жана CO2нин кооптуу топтолушунун алдын алуу үчүн колдонулган кальций жана натрий гидроксиддеринин аралашмасы. Андан кийин абаны бир нече жолу кайра иштетүүгө болот. Мисалы, скуба-дайверлер үчүн кайра дем алуучу түзүлүштөр аларга суу астында көпкө калууга мүмкүндүк берет, бул башка учурда мүмкүн эмес.
Азыраак энергияны талап кылган уникалдуу ыкма
Бул түшүнүктүн негизинде алар суудагы BIG эритмесин колдонгон CO2 бөлүү циклин иштеп чыгышкан. Бул көмүртекти кармоо ыкмасы менен алар эритме аркылуу түтүн газын өткөрүшкөн, бул CO2 молекулаларынын BIG сорбенти менен байланышуусуна алып келген жана бул байланыш аларды катуу органикалык акиташка айландырган . Бул катуу заттар 120 градус Цельсийге чейин ысытылганда, байланышкан CO2 бөлүнүп чыгып, андан кийин сакталып калышы мүмкүн болгон. Бул процесс учурдагы көмүртекти кармоо ыкмаларына салыштырмалуу төмөн температурада жүргөндүктөн, процесс үчүн талап кылынган энергия азаят. Ал эми катуу сорбентти кайрадан сууда эритип , кайра колдонуу үчүн кайра иштетүүгө болот.
Көмүртекти кармоонун учурдагы технологияларында сактоо көйгөйлөрү, энергиянын кымбаттыгы ж.б. сыяктуу көптөгөн туруктуу маселелер бар. Негизги маселе суюк сорбенттерди колдонуу болуп саналат, алар убакыттын өтүшү менен бууланып же чирип, ошондой эле аларды жылытуу үчүн жалпы энергиянын жок дегенде 60 пайызын талап кылат. бийик. Учурдагы изилдөөдөгү катуу сорбент энергиянын чектөөсүн жеңди, анткени СО2 кристаллдашкан катуу бикарбонат тузунан алынат, ал болжол менен 24 пайызга азыраак энергияны талап кылат. Ошондой эле 10 ырааттуу циклден кийин да сорбент жоголгон жок. Энергияга болгон бул азыраак муктаждык көмүртекти кармоого кеткен чыгымдарды төмөндөтүшү мүмкүн жана биз миллиарддаган тонна СО2ди эске алганда, бул ыкма адекваттуу кармоо аркылуу күнөскананын эмиссиясын жокко чыгаруу менен абдан таасирдүү болушу мүмкүн.
Бул изилдөөнүн бир чектөөсү - сууда BIG сорбентинин чектелүү эригичтигинен улам келип чыккан CO2 сыйымдуулугунун жана сиңирүү ылдамдыгынын салыштырмалуу төмөндүгү . Изилдөөчүлөр бул чектөөнү чечүү үчүн аминокислоталар сыяктуу салттуу эриткичтерди бул BIG сорбенттерине айкалыштырууну карап жатышат. Учурдагы эксперимент чакан масштабда жүргүзүлүп, анда CO2нин 99 пайызы чыгарылды. Бул процессти андан ары оптималдаштыруу керек, ошондо аны күн сайын жок дегенде бир тонна CO2ни жана ар кандай чыгаруулардын түрлөрүн кармоого болот. Бул ыкма чыгаруулардагы булганууларды башкарууда бекем болушу керек. Көмүртекти кармоо технологиясынын акыркы максаты - жеткиликтүү жана энергияны үнөмдөөчү ыкманы колдонуу менен атмосферадан CO2ни түз кармоо.
***
Булагы (с)
Уильямс Н жана башкалар. 2019. Кристаллдык суутек менен байланышкан бикарбонаттын димерлери аркылуу CO2ди алуу. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
***
