روش جدید برای جذب CO2 می تواند به کاهش قدرت گیاه گازهای گلخانه ای

Metal-organic frameworks بسیار متخلخل آنها را ایده آل برای جذب گازها و مایعات. این گرافیک نشان می دهد که فضای داخلی از یک مالیه بر اساس فلز منیزیم (توپ سبز) و اضافه کرده است مولکول — tetraamines (آبی و خاکستری) — اضافه شده به خلل و فرج به نحو جذب دی اکسید کربن از نیروگاه تولید گازهای گلخانه ای. (UC برکلی گرافیک توسط یوجین کیم)

یک پیشرفت بزرگ در کربن جذب تکنولوژی می تواند کارآمد و ارزان راه برای گاز طبیعی نیروگاه ها به حذف دی اکسید کربن از دودکش گازهای گلخانه ای گام های لازم در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به سرعت گرمایش جهانی و تغییر آب و هوا.

توسعه یافته توسط محققان در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی لارنس برکلی و آزمایشگاه ملی و اکسون موبیل در این روش جدید با استفاده از مواد بسیار متخلخل به نام metal-organic framework یا مالیه اصلاح شده با نیتروژن-حاوی آمین مولکول را به تصرف CO₂ و درجه حرارت بخار به خیط و پیت کردن شرکت₂ برای استفاده های دیگر و یا برای جدا کردن آن زیر زمین است.

در آزمایش این روش نشان داد که شش برابر ظرفیت بیشتری برای از بین بردن CO₂ از گاز دودکش از زمان amine مبتنی بر فن آوری و آن را بسیار گزینشی گرفتن بیش از 90 درصد از شرکت₂ منتشر شده. این فرآیند با استفاده از درجه حرارت کم بخار به بازسازی مالیه برای استفاده های مکرر به معنی انرژی کمتری مورد نیاز است برای کربن گرفتن.

"برای شرکت,₂ , ضبط, بخار, رقص برهنه کردن — که در آن شما با استفاده از تماس مستقیم با بخار را از شرکت₂ — شده است یک نوع از جام مقدس برای زمینه. آن است که به درستی دیده می شود به عنوان ارزان ترین راه برای انجام آن" پژوهشگر ارشد گفت: Jeffrey Long, UC برکلی و استاد شیمی و شیمی و biomolecular engineering و ارشد دانشکده دانشمند در آزمایشگاه برکلی. "این مواد حداقل از آزمایش های ما تا کنون انجام داده اند نگاه بسیار امیدوار کننده است."

به دلیل وجود بازار کمی برای اکثر دستگیر CO₂نیروگاه به احتمال زیاد پمپ های بسیاری از آن را به عقب به زمین و یا جدا کردن آن جایی که آن را در حالت ایده آل تبدیل به سنگ است. هزینه شستشو تولید گازهای گلخانه ای را باید با تسهیل سیاست های دولت مانند تجارت کربن یا کربن مالیات برای تشویق شرکت₂ جذب و جداسازی چیزی است که بسیاری از کشورها در حال حاضر اجرا شده است.

کار تامین شد توسط اکسون موبیل است که کار کردن با هر دو برکلی و طولانی را شروع موزاییک, مواد, Inc., برای توسعه مقیاس و مراحل تست برای سلب CO₂ از انتشار گازهای گلخانه ای.

طولانی است و نویسنده ارشد مقاله توصیف روش جدید است که به نظر می رسد در جولای 24 شماره از مجله علوم.

این ساختار اتمی تک منافذ در وزارت مالیه نشان میدهد که چگونه دی اکسید کربن در مولکول (خاکستری و قرمز حوزه) اتصال به tetraamines (آبی و سفید و حوزه) ساختمان CO2 پلیمر است که موضوعات را از طریق منافذ. کم-درجه حرارت بخار می تواند نوار از دی اکسید کربن برای جداسازی اجازه می دهد که وزارت مالیه به توان مورد استفاده مجدد قرار به جذب کربن از نیروگاه تولید گازهای گلخانه ای. (UC برکلی گرافیک توسط یوجین کیم)

"ما قادر به گرفتن اولیه کشف و از طریق تحقیق و آزمایش استخراج مواد که در آزمایشگاه آزمایش نشان داده پتانسیل نه تنها جذب CO₂ تحت شرایط موجود در گاز دودکش گازهای گلخانه ای از گاز نیروگاه اما برای انجام این کار بدون از دست دادن در انتخاب" گفت: همکاری نویسنده سیمون وستون ارشد استاد تحقیق و پروژه سرب در اکسون موبیل و تحقیقات مهندسی شرکت. "ما نشان داده است که این مواد جدید می تواند پس از آن احیا شده با درجه پایین بخار برای استفاده مکرر ارائه یک مسیر برای یک راه حل عملی برای کربن جذب در مقیاس."

انتشار دی اکسید کربن توسط سوخت های فسیلی-سوزاندن وسایل نقلیه, برق, تولید گیاهان و صنعت حساب برای حدود 65 درصد از گازهای گلخانه ای رانندگی تغییر آب و هوا است که در حال حاضر افزایش زمین دمای متوسط 1.8 درجه فارنهایت (1 درجه سانتیگراد) از 19^th century. بدون کاهش در این انتشار دانشمندان آب و هوا پیش بینی همیشه درجه حرارت گرمتر بیشتر نامنظم و طوفان خشونت آمیز چند پا از سطح دریا افزایش یابد و در نتیجه خشکسالی و سیل و آتش سوزی قحطی و جنگ است.

"در واقع از انواع چیزهایی که پنل بین دولتی تغییر آب و هوا می گوید: ما نیاز به انجام به کنترل گرمایش جهانی, CO₂ ضبط یک بخش" بلند گفت. "ما لازم نیست برای استفاده از بسیاری از شرکت₂ است که ما نیاز به توقف ساطع اما ما باید آن را انجام دهد."

رقص برهنه کردن

نیروگاه نوار CO₂ از دودکش گازهای امروز توسط متلاطم گازهای حاصل از طریق آلی آمین در آب است که با اتصال و استخراج دی اکسید کربن. مایع است و سپس گرم می شود به 120-150 C (250-300 F) به انتشار CO₂ گاز و پس از آن مایعات مورد استفاده مجدد قرار. کل فرایند مصرف حدود 30 درصد از برق تولید شده است. Sequestering اسیر CO₂ زیرزمینی هزینه های اضافی را هر چند کوچک بخشی از آن است.

برق-تولید کارخانه سوخت گاز طبیعی است. یک تکنیک جدید می تواند جذب دی اکسید کربن از گازهای گلخانه ای از جمله گیاهان به منظور جدا کردن آن در زیر زمین و کاهش گازهای گلخانه ای مسئول برای تغییر آب و هوا. (حسن نیت ارائه میدهد عکس از آژانس بین المللی انرژی)

شش سال پیش و گروه خود را در دانشگاه برکلی مرکز برای جداسازی گاز است که با بودجه دولتی توسط دپارتمان انرژی ایالات متحده کشف شیمیایی اصلاح شده وزارت مالیه که به راحتی قطاری CO₂ از متمرکز نیروگاه دودکش گازهای گلخانه ای به طور بالقوه کاهش جذب هزینه به نصف. آنها اضافه شده diamine مولکول به یک منیزیم مبتنی بر مالیه برای تسریع شکل گیری زنجیره های پلیمر از CO₂ که پس از آن می تواند پاکسازی توسط فلاشینگ با یک مرطوب جریان دی اکسید کربن.

چون MOFs بسیار متخلخل در این مورد مانند یک لانه زنبوری یک مقدار وزن از یک گیره کاغذ دارای یک سطح داخلی منطقه در برابر یک زمین فوتبال, همه در دسترس برای adsorbing گازهای.

یک از مزیت های عمده ای از آمین-اضافه MOFs است که آمین را می توان بهینه سازی را به تصرف CO₂ در غلظت های مختلف اعم از 12 درصد به 15 درصد نمونه از زغال سنگ کارخانه تولید گازهای گلخانه ای به 4% معمولی گاز طبیعی گیاهان و یا حتی بسیار پایین تر غلظت هوای محیط. موزاییک مواد طولانی تاسیس و هدایت ایجاد شده به این روش در دسترس به طور گسترده ای به قدرت و گیاهان صنعتی.

اما 180 C جریان آب و CO₂ نیاز به خیط و پیت کردن اسیر CO₂ در نهایت درایو کردن diamine مولکول کوتاه شدن عمر مواد. نسخه جدید با استفاده از چهار آمین مولکول — یک tetraamine — که بسیار با ثبات تر در دمای بالا و در حضور بخار.

"این tetraamines هستند به شدت محدود در وزارت مالیه که ما می توانید استفاده کنید بسیار متمرکز جریان بخار آب با صفر CO₂و اگر شما سعی کردم که با قبلی جاذب های بخار خواهد شروع به از بین بردن مواد" بلند گفت.

آنها نشان داد که تماس مستقیم با بخار در 110-120 C — کمی بالاتر از نقطه جوش آب به خوبی کار می کند به خیط و پیت کردن شرکت₂. بخار آب در این دما به راحتی در دسترس است در, گاز نیروگاه ها در حالی که 180 C CO₂-آب مخلوط مورد نیاز برای بازسازی زودتر اصلاح مالیه لازم گرمایش که زباله های انرژی است.

زمانی که وستون و همکاران خود را برای اولین بار فکر کردم در مورد جایگزینی diamines با سخت تر tetraamines به نظر می رسید مانند یک شات. اما ساختار کریستال diamine حاوی MOFs پیشنهاد کرد که می تواند وجود داشته باشد راه اتصال دو diamines به شکل یک tetraamine در حالی که حفظ توانایی مواد برای polymerize شرکت₂. زمانی که دانشگاه برکلی فارغ التحصیل و دانشجو یوجین کیم مقاله اولین نویسنده شیمیایی ایجاد tetraamine-اضافه مالیه آن عملکرد بهتری نسبت به این diamine-اضافه مالیه در اولین امتحان کنید.

محققان پس از مطالعه ساختار اصلاح مالیه با استفاده از برکلی آزمایشگاه پیشرفته منبع نور آشکار است که این شرکت₂ پلیمرها که خط منافذ مالیه در واقع مرتبط با tetraamines مانند یک نردبان با tetraamines به عنوان پله. اول-اصول نظريه تابعی چگالی محاسبات با استفاده از کری ابر رایانه در برکلی و آزمایشگاه ملی انرژی تحقیقات علمی مرکز محاسبات (NERSC) محاسبات منابع در مولکولی ریخته گری و منابع ارائه شده توسط دانشگاه را برکلی تحقیقات رایانه برنامه تایید قابل توجه این ساختار که مدت ها است تیم تا به حال در ابتدا پیش بینی.

"من شده اند انجام تحقیقات در کال برای 23 سال در حال حاضر و این یکی از آن زمان که در آن شما را از آنچه به نظر می رسید مانند یک ایده دیوانه و آن را فقط کار می کرد حق دور" بلند گفت.

نویسندگان با کیم و وستون در حال جوزف Falkowski از اکسون موبیل; Rebecca Siegelman هنری جیانگ الکساندر Forse جفری Martell فیلیپ میلنر جفری ریمر و جفری Neaton از دانشگاه برکلی و Jung-Hoon Lee از آزمایشگاه برکلی. Neaton و ریمر نیز دانشکده ارشد دانشمندان در آزمایشگاه برکلی.

اطلاعات مربوط به