Is lijm het antwoord op klimaatverandering? Onderzoekers van het Energy Safety Research Institute (ESRI) van de Universiteit van Swansea hebben bewezen dat het zeker kan helpen. Ze hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat in staat is het broeikasgas koolstofdioxide (CO ₂ ) met als belangrijkste ingrediënt een gewone epoxyhars die je waarschijnlijk thuis hebt.

Koolstofafvangmaterialen zijn een cruciaal onderdeel van een reeks technologieën, naast oplossingen voor hernieuwbare energie en energie-efficiëntie, dat kan helpen de hoeveelheid CO . te verminderen ₂ we laten los in de atmosfeer.

"We laten zien dat kleine epoxymoleculen die doorgaans in lijmen worden aangetroffen, grotere aan elkaar kunnen plakken om effectieve koolstofafvangmaterialen te maken die potentieel nuttig zijn om klimaatverandering aan te pakken, " zei dr. Enrico Andreoli, hoofd van de onderzoeksstudie nu onderwerp van een paper gepubliceerd in Chemie van materialen .

Dr. Louise Hamdy, eerste auteur van het artikel, toegevoegd "We hebben een nieuwe benadering ontwikkeld om een ​​effectieve CO ₂ afvangmateriaal van een veel bestudeerd CO ₂ -reactief polyamine door reactie met een industrieel in massa geproduceerde epoxyhars. Dit materiaal vertoont een zeer hoge CO ₂ opname en kan mogelijk worden gebruikt om CO . af te vangen ₂ uit industriële rookgasstromen of uit de lucht, ons te verlossen van enkele van de ergste effecten van de opwarming van de aarde."

Huidige CO ₂ vangsttechnologieën moeten aanzienlijk worden geavanceerd. Belangrijke uitdagingen zijn materiaalkosten, capaciteit, CO ₂ -selectiviteit, regeneratie, robuustheid en stabiliteit tegen water. Vaste CO ₂ vangmaterialen bestaande uit polyaminen gedragen op aluminiumoxide of silica zijn naar voren gekomen als veelbelovende koolstofvangmaterialen. Echter, in plaats van het voorbeeld te volgen, de onderzoekers van ESRI verknoopten het polyamine tot een vaste stof door epoxyhars te gebruiken - die slechts een tiende van de massa van het materiaal uitmaakt - waardoor de CO werd gemaximaliseerd ₂ -reactieve component en het vermijden van het gebruik van een drager. "Dit bevestigt de geldigheid van mijn oorspronkelijke idee om cross-linking te gebruiken als alternatief voor omvangrijke dragers, ' zei Andréoli.

Het verknoopte materiaal gemodificeerd met een hydrofoob additief ving bijna 20% van zijn gewicht op in pure CO ₂ bij 90 °C. Deze bevinding bevestigde een eerdere hypothese dat de introductie van hydrofobe groepen de interne structuur van het materiaal kan verstoren om CO . te bevorderen ₂ opname door het polyamine. Het additief verhoogde niet alleen de hoeveelheid afgevangen CO ₂ maar deed dat bij een lagere temperatuur. Hamdy merkte op, "Deze bevinding is belangrijk omdat het bewijst dat door de introductie van additieven, we kunnen deze materialen finetunen voor optimale prestaties bij specifieke werktemperaturen."

Experimenten onthulden dat het gefunctionaliseerde monster zeer selectief was voor CO ₂ boven stikstof (N2), met een verwaarloosbare opname van N2. Selectiviteit werd verder onderzocht door de materiaalprestaties te testen onder rookgasachtige omstandigheden. Hieruit bleek dat het monster 9,5% van zijn gewicht in CO . kon vastleggen ₂ onder een verdunde CO ₂ stroom van 10% CO ₂ /90% N2 bij 90 °C in slechts 15 minuten. Bij het onderwerpen van het materiaal aan repetitieve opnamecycli, verhoging van de temperatuur tot 155 °C onder zuivere CO ₂ gedurende 5 minuten om te regenereren, het materiaal vertoonde 29 cycli geen capaciteitsverlies, bewijs van de robuustheid van het materiaal.

Het gefunctionaliseerde materiaal presteerde ook uitzonderlijk goed onder vochtige omstandigheden - vaak een enorme uitdaging voor veel CO ₂ absorberende vaste stoffen. Bij 25 °C, in zuivere CO ₂ , het voorgehydrateerde materiaal kon een indrukwekkende 23,5% opvangen. Dit opent de mogelijkheid dat dit materiaal wordt ontwikkeld voor het afvangen van CO ₂ rechtstreeks uit de lucht.

"Dit onderzoek definieert een nieuwe en veelbelovende richting voor economische en effectieve koolstofafvangmaterialen. Ons instituut heeft een sterke focus op het ontwikkelen en inzetten van nieuwe technologieën op het gebied van koolstofafvang, gebruik, en opslag. Dit document is het bewijs van het niveau van onze expertise, " zei professor Andrew Barron, oprichter en directeur van ESRI.