බයිකාබනේට්-ජල පොකුරු ස්ඵටිකීකරණය මත පදනම් වූ කාබන් ග්‍රහණය

ගෝලීය උණුසුම පාලනය කිරීම සඳහා නව කාබන් ග්‍රහණ ක්‍රමයක් ෆොසිල ඉන්ධන විමෝචනයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අල්ලා ගැනීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත..

හරිතාගාර විමෝචනය දේශගුණික විපර්යාස සඳහා විශාලතම දායකයා වේ. තීරණාත්මක හරිතාගාර වායු විමෝචනය මහා පරිමාණ කාර්මිකකරණයේ සහ මානව ක්‍රියාකාරකම්වල ප්‍රතිඵලයකි. මෙම හරිතාගාර විමෝචනය බොහොමයක් වේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) පොසිල ඉන්ධන දහනය කිරීමෙන්. කාර්මිකකරණයේ යුගය ආරම්භ වූ දා සිට වායුගෝලයේ CO2 සම්පූර්ණ සාන්ද්‍රණය සියයට 40 කින් වැඩි වී ඇත. හරිතාගාර විමෝචනය මෙම ස්ථාවර වැඩිවීම උණුසුම් කරයි ග්රහ ලෙස හඳුන්වන දේ තුළගෝලීය උෂ්ණත්වය'පරිගණක සමාකරණ මගින් පෙන්නුම් කර ඇති පරිදි, වර්ෂාපතන රටා, කුණාටු තීව්‍රතාවය, මුහුදු මට්ටම් ආදියෙහි වෙනස්වීම් හේතුවෙන් 'දේශගුණික විපර්යාස' පෙන්නුම් කරමින් කාලයත් සමඟ පෘථිවියේ සාමාන්‍ය මතුපිට උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමට විමෝචන වගකිව යුතු බව පෙන්වා දී ඇත. මේ අනුව, 'උගුල් ඇල්ලීමට හෝ අල්ලා ගැනීමට සුදුසු ක්‍රම සංවර්ධනය කිරීම. 'විමෝචනයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් දේශගුණික විපර්යාසවලට මුහුණ දීමේ තීරණාත්මක අංගයකි. කාබන් ග්‍රහණ තාක්‍ෂණය දශක ගණනාවක් තිස්සේ පැවතුන නමුත් පාරිසරික ගැටළු හේතුවෙන් මෑතකදී වැඩි අවධානයක් ලබා ගෙන ඇත.

නව කාබන් ග්‍රහණය කිරීමේ ක්‍රමවේදයක්

සම්මත ක්රියා පටිපාටිය කාබන් ග්‍රහණය කිරීම යනු වායුමය මිශ්‍රණයකින් CO2 උගුලට හසුකර වෙන් කිරීම, පසුව එය ගබඩාවට ප්‍රවාහනය කිරීම සහ සාමාන්‍යයෙන් භූගත වායුගෝලයෙන් දුරස්ථව ගබඩා කිරීම ඇතුළත් වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය අධික බලශක්ති අවශ්‍යතාවයක් වන අතර, තාක්ෂණික ගැටළු කිහිපයක්, අවදානම් සහ සීමාවන් ඇතුළත් වේ, උදාහරණයක් ලෙස, ගබඩා ස්ථානයේ කාන්දු වීමේ ඉහළ සම්භාවිතාව. හි ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද නව අධ්‍යයනයක් ෙකම් කාබන් අල්ලා ගැනීම සඳහා හොඳ විකල්පයක් විස්තර කරයි. ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ බලශක්ති දෙපාර්තමේන්තුවේ විද්‍යාඥයින් විසින් ගල් අඟුරු දහන බලාගාරවලින් CO2 ඉවත් කිරීම සඳහා අද්විතීය ක්‍රමයක් සකස් කර ඇති අතර මෙම ක්‍රියාවලිය සඳහා දැනට කර්මාන්තයේ යොදවා ඇති මිණුම් සලකුණු හා සසඳන විට සියයට 24 කින් අඩු ශක්තියක් අවශ්‍ය වේ.

පර්යේෂකයන් ස්වභාවිකව සිදු වූ දේ මත වැඩ කළහ කාබනික පෙර අධ්‍යයනයන් දැක ඇති පරිදි සෘණ ආරෝපිත ඇනායන සමඟ බැඳීමට හැකියාව ඇති bis-iminoguanidines (BIGs) නම් සංයෝග. BIG වල මෙම සුවිශේෂී ගුණය බයිකාබනේට් ඇනායන සඳහාද අදාළ විය යුතු බව ඔවුහු සිතූහ. එබැවින් BIG වලට sorbent (අනෙකුත් අණු එකතු කරන ද්රව්යයක්) ලෙස ක්රියා කළ හැකි අතර CO2 ඝන හුණුගල් (කැල්සියම් කාබනේට්) බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය. සෝඩා දෙහි යනු කැල්සියම් සහ සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් මිශ්‍රණයක් වන අතර එය ස්කූබා කිමිදුම්කරුවන්, සබ්මැරීන සහ අනෙකුත් සංවෘත හුස්ම ගැනීමේ පරිසරයන් විසින් පිට කරන වාතය පෙරීමට සහ CO2 භයානක සමුච්චය වීම වැළැක්වීමට භාවිතා කරයි. එවිට වාතය කිහිප වතාවක් ප්රතිචක්රීකරණය කළ හැකිය. නිදසුනක් වශයෙන්, ස්කූබා කිමිදුම්කරුවන් සඳහා නැවත හුස්ම ගැනීම් ඔවුන්ට රැඳී සිටීමට හැකියාව ලබා දෙයි දිය යටය වෙනත් ආකාරයකින් කළ නොහැකි දිගු කාලයක් සඳහා.

අඩු ශක්තියක් ඉල්ලා සිටින අද්විතීය ක්රමයකි

මෙම අවබෝධය මත ඔවුන් ජලීය BIG ද්‍රාවණයක් භාවිතා කරන CO2 වෙන් කිරීමේ චක්‍රයක් නිපදවන ලදී. මෙම විශේෂිත කාබන් ග්‍රහණය කිරීමේ ක්‍රමයේදී ඔවුන් ද්‍රාවණය හරහා දුම් වායුව ගමන් කළ අතර එමඟින් CO2 අණු BIG sorbent වෙත බන්ධනය වීමට හේතු වූ අතර මෙම බන්ධනය ඒවා ඝන වර්ගයකට ස්ඵටිකීකරණය කරයි. කාබනික හුණුගල්. මෙම ඝන ද්‍රව්‍ය සෙල්සියස් අංශක 120 දක්වා රත් කළ විට, බන්ධිත CO2 මුදා හරිනු ලබන අතර එය ගබඩා කළ හැකිය. පවතින කාබන් ග්‍රහණය කිරීමේ ක්‍රමවලට සාපේක්ෂව මෙම ක්‍රියාවලිය සාපේක්ෂව අඩු උෂ්ණත්වවලදී සිදුවන බැවින්, ක්‍රියාවලියට අවශ්‍ය ශක්තිය අඩු වේ. තවද, ඝන sorbent නැවත විසුරුවා හැරිය හැක ජලය සහ නැවත භාවිතය සඳහා ප්රතිචක්රීකරණය කර ඇත.

වර්තමාන කාබන් ග්‍රහණය කිරීමේ තාක්‍ෂණයන්ට ගබඩා කිරීමේ ගැටලුව, අධික බලශක්ති පිරිවැය යනාදී නොනවතින ගැටලු රාශියක් ඇත. මූලික ප්‍රශ්නය වන්නේ කාලයත් සමඟ වාෂ්ප වී හෝ දිරාපත් වන ද්‍රව සෝබන්ට් භාවිතය වන අතර ඒවා උණුසුම් කිරීම සඳහා අවම වශයෙන් මුළු ශක්තියෙන් සියයට 60 ක් අවශ්‍ය වේ. ඉහල. CO2 ග්‍රහණය කරගනු ලබන්නේ සියයට 24ක් පමණ අඩු ශක්තියක් අවශ්‍ය වන ස්ඵටිකීකරණය වූ ඝණ බයිකාබනේට් ලවණයකින් නිසා වත්මන් අධ්‍යයනයේ ඇති ඝන sorbent බලශක්ති සීමාව ඉක්මවා ගියේය. අඛණ්ඩ චක්‍ර 10 කට පසුව පවා sorbent අලාභයක් සිදු නොවීය. මෙම අඩු බලශක්ති අවශ්‍යතාවය කාබන් ග්‍රහණය කිරීමේ පිරිවැය අඩු කළ හැකි අතර, අපි CO2 ටොන් බිලියන ගණනක් සලකා බලන විට, හරිතාගාර විමෝචනය ප්‍රමාණවත් ලෙස ග්‍රහණය කර ගැනීමෙන් මෙම ක්‍රමය ඉතා බලපෑමක් ඇති කළ හැකිය.

මෙම අධ්‍යයනයේ එක් සීමාවක් වන්නේ BIG sorbent හි සීමිත ද්‍රාව්‍යතාව හේතුවෙන් සාපේක්ෂ අඩු CO2 ධාරිතාව සහ අවශෝෂණ අනුපාතයයි. ජලය. පර්යේෂකයන් මෙම සීමාව ආමන්ත්‍රණය කිරීම සඳහා ඇමයිනෝ අම්ල වැනි සාම්ප්‍රදායික ද්‍රාවක මෙම BIG sorbents සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමට බලාපොරොත්තු වේ. වත්මන් අත්හදා බැලීම කුඩා පරිමාණයකින් සිදු කර ඇති අතර එහි 99% CO2 පිටාර වායු වලින් ඉවත් කර ඇත. ක්‍රියාවලිය තව දුරටත් ප්‍රශස්ත කිරීම අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් සෑම දිනකම අවම වශයෙන් CO2 ටොන් එකක් හෝ විවිධ ආකාරයේ විමෝචනයකින් ග්‍රහණය කර ගැනීමට හැකි වේ. මෙම ක්‍රමය විමෝචනය තුළ දූෂණය පාලනය කිරීමේදී ශක්තිමත් විය යුතුය. කාබන් ග්‍රහණය කිරීමේ තාක්‍ෂණයේ අවසාන ඉලක්කය වනුයේ දැරිය හැකි සහ බලශක්ති කාර්යක්ෂම ක්‍රමයක් භාවිතා කරමින් වායුගෝලයෙන් CO2 සෘජුවම ග්‍රහණය කර ගැනීමයි.

***

ප්‍රභවය (ය)

විලියම්ස් එන් සහ අල්. 2019. Crystalline Hydrogen-Bonded Bicarbonate Dimers හරහා CO2 ග්‍රහණය. ෙකම්.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025

***