Onderzoekers van Monash University en de CSIRO hebben een record gevestigd voor het afvangen en opslaan van koolstofdioxide (CCS) met behulp van technologie die lijkt op een spons gevuld met kleine magneten.

Met behulp van een Metal Organic Frameworks (MOFs) nanocomposiet dat kan worden geregenereerd met opmerkelijke snelheid en lage energiekosten, onderzoekers hebben sponsachtige technologie ontwikkeld die koolstofdioxide uit een aantal bronnen kan opvangen, zelfs rechtstreeks uit de lucht.

De magnetische spons wordt gebruikt om koolstofdioxide te verwijderen met dezelfde technieken als inductiekookplaten, waarbij een derde van de energie wordt verbruikt dan bij elke andere gerapporteerde methode.

Universitair hoofddocent Matthew Hill (CSIRO en Department of Chemical Engineering, Monash University) en Dr. Muhammad Munir Sadiq (afdeling Chemische Technologie, Monash University) leidde dit onderzoek.

In de studie, gepubliceerd in Celrapporten Fysische Wetenschap , onderzoekers ontwierpen een uniek adsorberend materiaal genaamd M-74 CPT@PTMSP dat een record lage energiekosten opleverde van slechts 1,29 MJ kg-1CO2 , 45 procent lager dan commercieel ingezet materiaal, en de beste geregistreerde CCS-efficiëntie.

MOF's zijn een klasse verbindingen die bestaan ​​uit metaalionen die een kristallijn materiaal vormen met het grootste oppervlak van alle bekende materialen. In feite, MOF's zijn zo poreus dat ze in een theelepel passen op het hele oppervlak van een voetbalveld.

Deze technologie maakt het mogelijk om op te slaan, verschillend, waardevolle goederen vrijgeven of beschermen, bedrijven in staat stellen hoogwaardige producten te ontwikkelen.

"De wereldwijde bezorgdheid over het stijgende niveau van de uitstoot van broeikasgassen en de bijbehorende milieu-impact heeft geleid tot een hernieuwde roep om emissiereductie en de ontwikkeling van groene en hernieuwbare alternatieve energiebronnen, ' zei universitair hoofddocent Hill.

"Echter, bestaande commerciële koolstofafvangtechnologieën gebruiken amines zoals monoethanolamine, die zeer corrosief is, energie-intensief en vangt een beperkte hoeveelheid koolstof uit de atmosfeer op.

"Ons onderzoek toont de laagste gerapporteerde regeneratie-energie berekend voor elk vast poreus adsorbens, inclusief mono-ethanolamine, piperazine en andere aminen. Dit maakt het een goedkope methode die kan worden gecombineerd met hernieuwbare zonne-energie om overtollig koolstofdioxide uit de atmosfeer op te vangen.

"Eigenlijk, we kunnen overal CO2 opvangen. Onze huidige focus ligt op het direct uit de lucht afvangen in zogenaamde negatieve-emissietechnologieën."

Voor MOF's die worden gebruikt in CCS-toepassingen, het is essentieel om materialen te hebben die gemakkelijk kunnen worden vervaardigd met goede stabiliteit en prestaties.

De stabiliteit van M-74 CPT@PTMSP werd geëvalueerd door een schatting te maken van de hoeveelheid CO2 en H2O die werd opgevangen en afgegeven via het magnetische inductie-swing-adsorptieproces (MISA) van de onderzoekers gedurende 20 opeenvolgende cycli.

De regeneratie-energie berekend voor M-74 CPT@PTMSP is de laagste gerapporteerd voor elk vast poreus adsorbens. Bij magnetische velden van 14 en 15 mT, de berekende regeneratie-energie voor M-74 CPT was 1,29 en 1,44 MJ kg CO2-1.