研究用碳捕捉新技术清除发电厂二氧化碳

文章来源:中国科学报唐一尘2019-02-19 08:01

研究用碳捕捉新技术清除发电厂二氧化碳
图片来源:橡树岭国家实验室
 
美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家开发了一种去除燃煤电厂排放的二氧化碳的方法,其原理类似于水肺潜水换气器中碱石灰的工作原理。相关论文1月31日发表于《化学》,为碳捕获提供了一种更简单的替代性策略,所需能源比工业基准解决方案少24%。
 
碱石灰是钙和氢氧化钠的固体混合物,用于水肺、潜艇、麻醉和其他封闭的呼吸环境,以防止有毒的二氧化碳气体积累。这种混合物就像一种吸附剂,当它积聚二氧化碳时,就会变成碳酸钙。ORNL团队二氧化碳洗涤器的工作原理与其基本相同。
 
研究人员最近“重新发现”了一类叫做bis-iminoguanidines(BIGs)的有机化合物,这类化合物在20世纪初被德国科学家首次报道,最近以其选择性结合阴离子(带负电荷的离子)的能力而闻名。
 
研究小组意识到,这种化合物的结合与分离阴离子的能力可以用于碳酸氢盐阴离子,从而使它们在BIG溶液中形成二氧化碳分离循环。通过新的碳捕获方法,烟气在溶液中冒泡,导致二氧化碳分子黏附在BIG吸附剂上,结晶成一种有机石灰岩。这种固体可以从溶液中过滤出来,然后在120摄氏度的条件下释放二氧化碳,以便将其永久储存。而固体吸附剂可以继续溶解在水中,并重复使用。
 
研究人员表示,该技术比工业基准吸附剂的能耗低24%。此外,该小组在连续10个周期后几乎没有观察到吸附剂的损失。
 
尽管还处于早期阶段,研究人员相信该技术最终将是可扩展的。然而,这项技术也有一个障碍需要克服——它的二氧化碳容量和吸收率相对较低,这是因为BIG吸附剂在水中的溶解度有限。

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