Cum poate fi eliminat CO₂ din atmosferă cu ajutorul temperaturilor scăzute și a materialelor comune

O echipă de cercetători de la Georgia Tech a dezvoltat o metodă eficientă și accesibilă de eliminare a CO₂ din atmosferă, folosind temperaturi scăzute și materiale comune.

Această inovație ar putea reduce semnificativ costurile actuale ale tehnologiilor de captare directă a carbonului și ar deschide noi posibilități pentru combaterea schimbărilor climatice.

CO₂ din atmosferă, eliminat ieftin și eficient cu ajutorul temperaturilor scăzute

Giganții auto joacă la limită: miliarde „pe hârtie” din taxe, într-un moment politic exploziv

20:21

Statul pune pe masă peste un miliard de euro pentru industrie. Noua schemă de ajutor vizează reducerea dependenței de importuri

18:21

Cercetătorii de la School of Chemical and Biomolecular Engineering (ChBE) din cadrul Institutului Tehnologic din Georgia (Georgia Tech) au dezvoltat o metodă promițătoare de eliminare a dioxidului de carbon din atmosferă, care ar putea contribui semnificativ la atenuarea încălzirii globale.

Deși în ultimul deceniu au apărut tehnologii promițătoare pentru captarea directă a carbonului din aer (DAC, Direct Air Capture), implementarea acestora a fost îngreunată de costurile ridicate de capital și de energie. Însă, într-un nou studiu publicat în Energy & Environmental Science, echipa de cercetători a demonstrat că CO₂ poate fi captat mai eficient și mai ieftin folosind aer extrem de rece și materiale poroase comune, ceea ce ar putea extinde semnificativ aplicabilitatea tehnologiilor DAC în viitor.

Echipa de cercetare, care a inclus și colaboratori de la Oak Ridge National Laboratory (SUA), Jeonbuk National University și Chonnam National University (Coreea de Sud), a combinat DAC cu regazificarea gazului natural lichefiat (GNL), un proces industrial obișnuit ce generează temperaturi extrem de scăzute.

Gazul natural lichefiat, folosit pentru transport mai eficient, trebuie încălzit înainte de utilizare, proces în care, de obicei, se folosește apa de mare, irosind astfel energia rece încorporată în GNL. Folosind această energie rece pentru răcirea aerului, oamenii de știință de la Georgia Tech au creat condiții ideale pentru captarea CO₂ cu ajutorul unor materiale numite fizisorbenți, niște solide poroase care absorb gaze.

Sistemele tradiționale funcționează cel mai bine în zone uscate și răcoroase, dar folosirea infrastructurii GNL permite aplicarea DAC aproape criogenic și în regiuni temperate sau umede de coastă, extinzând considerabil aria geografică de implementare.

Economii importante de costuri și energie

Spre deosebire de materialele pe bază de amine utilizate în majoritatea sistemelor DAC actuale, care se degradează în timp, au porozitate limitată și necesită multă energie pentru funcționare, fizisorbenții au o durată de viață mai mare și absorb mai rapid CO₂. Totuși, aceștia funcționează slab în medii calde și umede, relatează Techxplore.

Studiul arată că, prin răcirea aerului aproape de temperaturi criogenice, vaporii de apă sunt aproape complet eliminați, ceea ce permite fizisorbenților să capteze CO₂ mult mai eficient, fără a necesita etape costisitoare de eliminare a umezelii.

„Este un pas înainte remarcabil. Demonstrăm că putem capta carbon la costuri reduse folosind infrastructura existentă și materiale sigure, accesibile”, a declarat profesorul Ryan Lively de la Georgia Tech

Modelarea economică realizată de echipa lui Lively sugerează că integrarea acestei metode bazate pe GNL în sistemele DAC ar putea reduce costul captării unei tone de CO₂ până la aproximativ 70 de dolari, de aproape trei ori mai puțin decât metodele actuale, care depășesc frecvent 200 de dolari pe tonă.

Valorificarea infrastructurii existente

Prin experimente și simulări, cercetătorii au identificat zeolitul 13X și CALF-20 ca fiind cei mai promițători fizisorbenți pentru acest proces. Zeolitul 13X este un material ieftin și durabil, folosit în tratarea apei, iar CALF-20 este un cadru metal-organic (MOF) cunoscut pentru stabilitatea sa și capacitatea de captare a CO₂ din gazele de ardere, potrivit Ainvest.com.

Ambele materiale au demonstrat o absorbție puternică de CO₂ la -78°C (temperatură reprezentativă pentru sistemul GNL-DAC), cu o capacitate de aproximativ trei ori mai mare decât cea a materialelor pe bază de amine folosite la temperatura ambiantă. De asemenea, CO₂-ul captat a fost eliberat cu un consum energetic redus, ceea ce le face atractive pentru utilizare practică.

„Sistemele de regazificare GNL sunt o sursă nevalorificată de energie rece, iar terminalele GNL funcționează deja la scară largă în multe regiuni de coastă din lume. Valorificând chiar și o parte din această energie rece, am putea capta peste 100 de milioane de tone metrice de CO₂ anual până în 2050”, a explicat Ryan Lively.