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一种可持续的二氧化碳捕集新材料

在瑞典的一项联合研究中,查尔默斯科技大学和斯德哥尔摩大学的科学家开发了一种捕获二氧化碳的新材料。新材料具有许多优点-它具有可持续性,捕获率高且运营成本低的优点。该研究已发表在《ACS Applied Materials&Interfaces》杂志上。

CarboN捕获和存储(CCS)是一项引起很多关注和争论的技术。政治家和工业界都在进行大量投资和倡议,以捕获二氧化碳排放并应对气候变化。到目前为止,所涉及的材料和工艺都具有明显的负面影响和高成本。但是现在,来自查尔姆斯工业大学和瑞典斯德哥尔摩大学的新研究表明,可持续,低成本的替代方案具有出色的选择性二氧化碳捕获性能的可能性。

这种新材料是一种生物基混合泡沫材料,内含大量吸附有CO 2的 '沸石'微孔铝硅酸盐。该材料已显示出非常有前途的性能。该材料的多孔,开放结构使其具有极大的可塑性。以吸附能力碳氧化钛。

“在这种新材料中,我们采用了具有出色捕获二氧化碳能力的沸石,并将它们与具有强机械性能的明胶和纤维素结合在一起。这共同构成了一种耐用,轻便,稳定且具有高可重复使用性的材料。研究表明,纤维素不会干扰沸石吸收二氧化碳的能力。因此,纤维素和沸石共同构成了一种环境友好,价格合理的材料。” Walter Rosas Arbelaez博士说。查尔默斯化学与化学工程系的学生,也是该研究的幕后研究员之一。

研究人员的工作积累了重要的知识,并为可持续碳捕集技术的进一步发展指明了道路。当前,领先的CCS技术使用悬浮在溶液中的“胺”,该方法存在多个问题-胺本身对环境不利,需要更大和更重的体积,并且溶液会腐蚀管道和储罐。为了从胺溶液中分离出捕获的二氧化碳,需要能量来重复使用,现在提出的材料避免了所有这些问题,在将来的应用中,可以很容易地制造各种类型的过滤器。

“这项研究非常适合CCS和CCU(碳捕集与利用)技术的不断发展,是具有巨大潜力的可持续发展替代方案。除了生物基材料对环境更加友好外,这种材料是固体-一旦碳二氧化碳已经被捕获,因此比从液态胺溶液中分离出来更容易,更有效。”查尔默斯研究的负责人安德斯·帕姆奎斯特教授说。

长期以来,一直有人提出将沸石用于碳捕集,但是目前的障碍是,普通的,较大的沸石颗粒在加工和应用到不同应用中时难以加工。这阻止了它们的最佳使用。但是,这次制备沸石颗粒的方法(作为悬浮液中的较小颗粒)意味着它们可以很容易地掺入并由高度多孔的纤维素泡沫支撑。克服这一障碍是当前研究的重要突破。

“令我们最惊讶的是,可以用如此高比例的沸石填充泡沫。当我们达到90%的重量时,我们意识到我们取得了非凡的成就。我们认为我们的结果是非常有趣的一部分。寻找解决方案以解决复杂挑战的难题,即能够迅速减少地球大气中的二氧化碳含量以达到气候目标。” Walter Rosas Arbelaez说。

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