Om ecologisch en economisch verwoestende klimaatafbraak te voorkomen, snelle actie om de uitstoot van broeikasgassen die bijdragen aan de opwarming van de aarde te verminderen, is essentieel. Echter, de afhankelijkheid van de wereldeconomie van producten die zijn afgeleid van fossiele brandstoffen is een groot obstakel, onze vooruitgang naar een emissievrije toekomst belemmeren.

Momenteel, de chemische industrie is verantwoordelijk voor ongeveer 15% van de industriële koolstofdioxide (CO ₂ ) uitstoot. Zolang economieën afhankelijk blijven van fossiele brandstoffen, deze emissies blijven een schadelijk bijproduct. Terwijl we wachten tot technologieën voor hernieuwbare energie op grotere schaal worden toegepast, wat als we deze emissies zouden kunnen gebruiken in plaats van ze toe te staan ​​de atmosfeer te blijven vervuilen?

Onderzoekers van het Cambridge Centre for Advanced Research and Education in Singapore (CARES) hebben een nieuwe, CO . ter plaatse ₂ recyclingtechnologie die het afval CO . kan opnemen ₂ uit chemische productieprocessen en zet het om in andere chemicaliën die rechtstreeks terug naar de productie-eenheid gaan. Verder, voor deze technologie hoeven geen nieuwe fabrieken en fabrieken te worden gebouwd - ze kan achteraf worden ingebouwd in bestaande chemische fabrieken, dus niet concurreren met volwassen methoden voor de productie van bulkchemicaliën.

Het recyclingconcept is gebaseerd op het gebruik van een elektroreductiereactor, waar CO ₂ wordt omgezet in nuttige chemicaliën, bijv. ethyleen. Hoewel deze technologie kan worden toegepast op elke plant die CO . produceert, ₂ , met behulp van geconcentreerde CO ₂ stromen economisch het meest haalbaar zijn, zodat er geen dure procedures nodig zijn om CO . te scheiden ₂ uit rookgasstromen. Om deze reden, de onderzoekers hebben gekozen voor een chemisch productieproces waarbij zo'n geconcentreerde CO ₂ stroom is al beschikbaar:ethyleenoxide (EO) productie. Momenteel, EO-fabrieken laten deze verontreinigende stroom vaak naar de atmosfeer ontsnappen, en de voorgestelde technologie maakt in plaats daarvan conversie naar ethyleen mogelijk. Deze bulkchemicalie wordt gebruikt als grondstof voor de productie van ethyleenoxide, wat betekent dat de producten van CO ₂ elektrolyse kan direct in dezelfde fabriek worden toegepast, het minimaliseren van zowel de directe CO ₂ emissies en de eis voor petrochemische grondstoffen.

Als een belangrijke grondstof voor de productie van ethyleenglycol, evenals een algemeen desinfectiemiddel, EO wordt veel gebruikt en is altijd in trek, van EO-productie een uitstekende markt maken om de voordelen van CO . te demonstreren ₂ recyclen.

Om een ​​dergelijke technologie levensvatbaar te maken voor een chemisch bedrijf, het moet aan drie criteria voldoen:een significante reductie van CO ₂ uitstoot, een korte terugverdientijd en geen verandering in de productieschaal van de chemische stof. CO ₂ recycling met behulp van elektroreductie voldoet aan deze eisen, met lage operationele kosten en minimale verstoring van bestaande productieprocessen.

Het recyclingproces laten draaien op hernieuwbare energie, zoals wind of zon, zou leiden tot een aanzienlijke vermindering van de uitstoot. Volledig werkend met een afvalstroomproduct, CO ₂ recycling heeft de flexibiliteit om te draaien terwijl intermitterende hernieuwbare energie beschikbaar is, met kleinschalige opslagoplossingen. Als de hernieuwbare energie slechts gedeeltelijk in de netmix wordt geïntegreerd, het proces kan nog steeds een aanzienlijke impact hebben op de CO ₂ emissies en de behoefte aan niet-hernieuwbare grondstoffen te verminderen.

Dit werk heeft positieve gevolgen voor Singapore, aangezien het streeft naar het nakomen van de belofte van de Overeenkomst van Parijs om zijn uitstoot tegen 2030 met 36% te verminderen ten opzichte van het niveau van 2005. De chemische industrie van Singapore is een essentieel onderdeel van zijn economie, meer dan 25 werknemers in dienst, 000 mensen en verzekert de plaats van Singapore in de top 10 van chemische exporteurs wereldwijd. ¹

De auteurs van het artikel, Dr. Magda Barecka, Professor Joel Ager en Professor Alexei Lapkin maken deel uit van CARES' eCO ₂ EP-project, die tot doel heeft manieren te ontwikkelen om CO . te transformeren ₂ uitgestoten als onderdeel van het industriële proces tot verbindingen die nuttig zijn in de toeleveringsketen van de chemische industrie. eCO ₂ EP is een van de vele projecten die door CARES worden gehost.

Dr. Barecka, hoofdauteur op het papier, zei:"Deze technologie is opwindend vanwege de enorme impact die het kan hebben tegen zeer lage kosten en met een eenvoudige retrofit voor bestaande chemische fabrieken. Bovendien, als hernieuwbare energie wordt gebruikt, we kunnen de directe CO . verminderen ₂ uitstoot tot 80% in elke fabriek. Er is zoveel potentieel voor emissiereductie over de hele linie en we kijken ernaar uit om te zien dat de technologie een verschil gaat maken."