Amerikai tudósok jöttek rá, hogy cseppfolyós földgáz hidegenergiájának hasznosításával olcsóbbá tehetik a szén-dioxid kivonását a levegőből. A módszer hétköznapi anyagokat és meglévő ipari infrastruktúrát használ.
A Georgia Tech kutatócsoportja olyan eljárást dolgozott ki, amely rendkívül hideg levegő és széles körben elérhető porózus anyagok segítségével hatékonyabban és olcsóbban köti meg a szén-dioxidot.
A megközelítés a cseppfolyós földgáz (LNG) újragázosítása során keletkező hidegenergiát alkalmazza. Ezt eddig általában semmilyen célra nem hasznosították, elillanó hulladékenergia volt csupán.
A tudósok olyan porózus anyagokat (ún. „fiziszorbenseket”) alkalmaznak, amelyek fizikai úton nyelik el a gázokat, kémiai kötés nélkül. Ezek az anyagok gyorsabban működnek, hosszabb élettartamúak, és kevesebb energiát igényelnek, mint az aminalapú anyagokra épülő hagyományos rendszerek. A fiziszorbensek ugyanakkor meleg, párás levegőben rosszul teljesítenek.
A csoport az LNG újragázosításából származó extrém hideget arra használja, hogy a környezeti levegőt mínusz 78 Celsius-fokra hűtse. Ez a hőmérséklet természetes módon eltávolítja a levegőből a vízgőzt, így ideális környezetet biztosít a fiziszorbensek működéséhez.
A vizsgálatok szerint a Zeolit 13X és a CALF-20 különösen jól teljesítettek ezen a hőmérsékleten, és körülbelül háromszor annyi szén-dioxidot kötöttek meg, mint bármely más hagyományos anyag szobahőmérsékleten. Emellett kis energiaigénnyel adták vissza a megkötött és tisztított szén-dioxidot.
A Zeolit 13X olcsó és tartós anyag, amelyet vízkezelésben használnak, míg a CALF-20 egy fém-szerves vázszerkezetű anyag, és füstgázból képes kivonni a szén-dioxidot. A kutatás szerint ezek az anyagok olyan tulajdonságokat mutatnak, mint az alacsony deszorpciós entalpia, a költséghatékonyság, a méretezhetőség és a hosszú távú stabilitás.
„Megmutattuk, hogy olcsón is meg lehet kötni a szén-dioxidot a meglévő infrastruktúra és biztonságos, olcsó anyagok felhasználásával” – foglalta össze Ryan Lively professzor, a Georgia Tech Vegyészeti és Biomolekuláris Mérnöki Tanszékének munkatársa.
„A magas szén-dioxid-kapacitása mellett mindkét fiziszorbens olyan kulcsfontosságú tulajdonságokkal bír, amelyek mind elengedhetetlenek a valós alkalmazásokhoz” – fűzte hozzá az Energy & Environmental Science-ben frissen megjelent tanulmány vezető szerzője, Seo-Yul Kim.
Gazdasági modellezés alapján a módszer akár 70 amerikai dollárra (kb. 24 ezer forintra) is csökkentheti a szén-dioxid-megkötés tonnánkénti költségét, ami nagyságrendekkel alacsonyabb a jelenlegi áraknál. Mivel az eljárás a meglévő LNG-terminálokat használja, mérsékelt égövi és part menti régiókban egyaránt alkalmazható – mutattak rá a tudósok.
„Az LNG-újragázosító rendszerek jelenleg kihasználatlan hidegenergiát rejtenek, holott világszerte üzemelnek nagy terminálok a tengerpartokon – mondta Lively. – Ha ennek a hidegenergiának akár csak egy részét sikerülne hasznosítani, évi 100 millió tonna szén-dioxidot is megköthetnénk 2050-ig.”
A kutatócsoport bejelentette, hogy folytatja a vizsgálatokat, amelyek következő lépésében az anyagok továbbfejlesztésén és a rendszerek optimalizálásán fognak dolgozni.
Címlapkép: Georgia Tech
„A Roszatom Műszaki Akadémián képzett szakemberek már most olyan kompetenciákat sajátítottak el, amelyekre az erőművi blokkok üzembe helyezésének minden szakaszában szükség lesz.”
