جذب ۹۹ درصد دی اکسید کربن از هوا با یک روش جدید

محققان دانشگاه متروپولیتن توکیو یک سیستم جذب کربن جدید ابداع کرده اند که دی اکسید کربن را به طور مستقیم از اتمسفر زمین جذب می کند و عملکرد خارق العاده ای دارد.

کد خبر: ۴۴۵۵۲۵

تاریخ: ۱۰ خرداد ۱۴۰۱ - ۱۳:۱۱

محققان متوجه شدند ماده ایزوفرون دیامین (IPDA) در یک سیستم «فاز جداسازی مایع- جامد» دی اکسید کربن را در غلظت کم موجود در اتمسفر با ۹۹ درصد کارآمدی حذف می کند.

این ترکیب را می توان با حداقل حرارت و ۲ برابر سریع‌تر از سیستم‌های موجود دوباره استفاده کرد که یک پیشرفت تازه برای جذب مستقیم کربن از هوا است.

مهم ترین چالش سیستم های جذب کربن از هوا (DAC) کارآمدی آنها به خصوص در فرایند فراوری هوای اتمسفر است. به دلیل غلظت های مختلف دی اکسید کربن، واکنش های شیمیایی آنها با جاذب های بسیار کند انجام می شود. از سوی دیگر در خارج کردن دی اکسیدکربن به شیوه ای حافظ محیط زیست و در چرخه های جذب و دفع، چالش هایی وجود دارد که احتمالاً انرژی زیادی مصرف می کند. حتی در تلاش های پیشروانه برای ساخت واحدهای DAC که از هیدروکسید پتاسیم و هیدروکسید کلسیم استفاده می کنند، کارآمدی با اختلالاتی جدیدی روبرو می شود و از سوی دیگر هزینه های احیا نیز بسیار بالا است. به همین دلیل نیاز به کشف فرایندهایی جدید بسیار حیاتی است.

در این میان گروهی از محققان به رهبری پروفسور سیجی یامازو از دانشگاه متروپولیتن توکیو نوعی از فناوری DAC به نام سیستم های فاز جداسازی مایع- جامد را بررسی کردند.

در بسیاری از این سیستم ها یک حباب هوا از طریق مایع ایجاد می شود و از سوی دیگر واکنشی شیمیایی بین مایع و دی اکسید کربن نیز به وجود می آید. طی انجام واکنش، محصول آن در مایع تجمیع می شود. در نتیجه واکنش های بعدی کندتر و کندتر می شوند. سیستم های فاز جداسازی مایع-جامد یک راه حل ایده آل ارائه می کنند که طی آن محصول واکنش شیمیایی غیر محلول و به شکل جامد است. به این ترتیب دیگر ماده حاصل از واکنش در مایع تجمیع نمی شود و سرعت واکنش های بعدی نیز کندتر نمی شود.

این گروه از محققان روی ترکیب های مایع آمین، اصلاح ساختار آنها برای بهبود سرعت واکنش و کارآمدی درغلظت های مختلف دی اکسید کربن هوا تمرکز کردند. آنها متوجه شدند یک محلول آبی ترکیب ایزوفرون دیامین می تواند ۹۹ درصد دی اکسید کربن موجود در هوا را به یک رسوب جامد اسید کاربامیک تبدیل کند.

آنها در حقیقت نشان دادند برای آنکه ماده جامد موجود در محلول دی اکسید کربن جذب شده را به طور کامل آزاد کند باید ۶۰ درجه سانتیگراد حرارت ببیند و پس از آن به حالت مایع برمی گیرد.

نرخ حذف دی اکسید کربن دو بار سریع تر از سیستم های آزمایشگاهی DAC است. به این ترتیب سیستمی که محققان ژاپنی ساخته اند سریع ترین سیستم جذب دی اکسید کربن در جهان در برابر فراوری غلظت های اندک این ماده در هوا است.