In een gezamenlijk onderzoek uit Zweden, wetenschappers van de Chalmers University of Technology en de Universiteit van Stockholm hebben een nieuw materiaal ontwikkeld om koolstofdioxide op te vangen. Het nieuwe materiaal biedt veel voordelen:het is duurzaam, heeft een hoge opnamesnelheid, en heeft lage bedrijfskosten. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift ACS toegepaste materialen en interfaces .

CarboN capture and storage (CCS) is een technologie die veel aandacht en discussie trekt. Zowel politici als de industrie doen grote investeringen en initiatieven om de uitstoot van kooldioxide op te vangen en de klimaatverandering aan te pakken. Tot dusver, de betrokken materialen en processen zijn in verband gebracht met aanzienlijke negatieve bijwerkingen en hoge kosten. Maar nu, nieuw onderzoek van de Chalmers University of Technology en de Stockholm University in Zweden heeft de mogelijkheid aangetoond van een duurzame, goedkoop alternatief met uitstekende, selectieve koolstofdioxide-vangende eigenschappen.

Het nieuwe materiaal is een biobased hybride schuim doordrenkt met een hoge hoeveelheid CO ₂ -adsorberende 'zeolieten, " microporeuze aluminosilicaten. Van dit materiaal is aangetoond dat het veelbelovende eigenschappen heeft. De poreuze, open structuur van het materiaal geeft het een groot vermogen om de kooldioxide te adsorberen.

"In het nieuwe materiaal we namen zeolieten, die uitstekende mogelijkheden hebben voor het opvangen van kooldioxide, en combineerde ze met gelatine en cellulose, die sterke mechanische eigenschappen heeft. Samen, dit maakt een duurzame, lichtgewicht, stabiel materiaal met een hoge herbruikbaarheid. Ons onderzoek heeft aangetoond dat de cellulose het vermogen van de zeolieten om kooldioxide te adsorberen niet verstoort. De cellulose en zeolieten creëren samen daarom een ​​milieuvriendelijke, betaalbaar materiaal, " zegt Walter Rosas Arbelaez, doctoraat student bij Chalmers' Department of Chemistry and Chemical Engineering en een van de onderzoekers achter de studie.

Het werk van de onderzoekers heeft belangrijke kennis opgeleverd en wijst de weg voor verdere ontwikkeling van duurzame koolstofafvangtechnologie. Momenteel, de toonaangevende CCS-technologie maakt gebruik van 'amines, " gesuspendeerd in een oplossing. Deze methode heeft verschillende problemen:aminen zijn inherent milieuonvriendelijk, grotere en zwaardere volumes nodig zijn, en de oplossing veroorzaakt corrosie in leidingen en tanks. Aanvullend, er is veel energie nodig om het opgevangen kooldioxide te scheiden van de amine-oplossing voor hergebruik. Het nu gepresenteerde materiaal vermijdt al deze problemen. In toekomstige toepassingen, verschillende soorten filters zouden gemakkelijk kunnen worden vervaardigd.

"Dit onderzoek sluit goed aan bij de lopende ontwikkelingen binnen CCS en CCU (Carbon Capture and Utilisation) technologie, als duurzaam alternatief met veel potentie. Naast dat biogebaseerde materialen milieuvriendelijker zijn, het materiaal is een vaste stof - zodra de koolstofdioxide is opgevangen, het is daarom gemakkelijker en efficiënter om het te scheiden dan uit de vloeibare amineoplossingen, " zegt professor Anders Palmqvist, onderzoeksleider voor de studie bij Chalmers.

Zeolieten worden al heel lang voorgesteld voor het afvangen van koolstof, maar tot nu toe, het obstakel was zo gewoon, grotere zeolietdeeltjes zijn moeilijk om mee te werken wanneer ze in verschillende toepassingen worden verwerkt en geïmplementeerd. Hierdoor worden ze niet optimaal benut. Maar de manier waarop de zeolietdeeltjes deze keer zijn bereid - als kleinere deeltjes in een suspensie - betekent dat ze gemakkelijk kunnen worden opgenomen in en ondersteund door het zeer poreuze celluloseschuim. Het overwinnen van dit obstakel was een essentiële doorbraak van de huidige studie.

"Wat ons het meest verbaasde, was dat het mogelijk was om het schuim te vullen met zo'n hoog gehalte aan zeolieten. Toen we 90 gew.% bereikten, we realiseerden ons dat we iets uitzonderlijks hadden bereikt. We zien onze resultaten als een zeer interessant stukje van de puzzel in de zoektocht naar een oplossing voor de complexe uitdaging om de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer van de aarde snel genoeg te kunnen verminderen om de klimaatdoelstellingen te halen, ", zegt Walter Rosas Arbelaez.