பைகார்பனேட்-நீர் கொத்துகளின் படிகமயமாக்கலின் அடிப்படையில் கார்பன் பிடிப்பு: புவி வெப்பமடைதலை கட்டுப்படுத்த ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறை

புதைபடிவ-எரிபொருள் உமிழ்வுகளிலிருந்து கார்பன் டை ஆக்சைடைப் பிடிக்க ஒரு புதிய கார்பன் பிடிப்பு முறை வகுக்கப்பட்டுள்ளது.

கிரீன்ஹவுஸ் உமிழ்வுகள் காலநிலை மாற்றத்திற்கு மிகப்பெரிய பங்களிப்பாகும். முக்கியமான பசுமை இல்ல வாயுக்களின் உமிழ்வுகள் பெரிய அளவிலான தொழில்மயமாக்கல் மற்றும் மனித நடவடிக்கைகளின் விளைவாகும். இந்த கிரீன்ஹவுஸ் உமிழ்வுகளில் பெரும்பாலானவை கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) புதைபடிவ எரிபொருட்களை எரிப்பதில் இருந்து. தொழில்மயமாக்கல் சகாப்தம் தொடங்கியதில் இருந்து வளிமண்டலத்தில் CO2 இன் மொத்த செறிவு 40 சதவீதத்திற்கும் அதிகமாக அதிகரித்துள்ளது. பசுமை இல்ல உமிழ்வுகளில் இந்த நிலையான அதிகரிப்பு வெப்பத்தை அதிகரிக்கிறது கிரகம் ' என அழைக்கப்படுவதில்உலக வெப்பமயமாதல்கணினி உருவகப்படுத்துதல்கள், மழைப்பொழிவு முறைகள், புயல் தீவிரம், கடல் மட்டம் போன்றவற்றில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் காரணமாக காலப்போக்கில் பூமியின் சராசரி மேற்பரப்பு வெப்பநிலை அதிகரிப்பதற்கு உமிழ்வுகள் காரணம் என்று காட்டுகின்றன. இதனால், 'பிடிப்பதற்கு அல்லது கைப்பற்றுவதற்கு' பொருத்தமான வழிகளை உருவாக்குகிறது. காலநிலை மாற்றத்தை எதிர்கொள்வதில் கார்பன் டை ஆக்சைடு உமிழ்வு ஒரு முக்கியமான அம்சமாகும். கார்பன் பிடிப்பு தொழில்நுட்பம் பல தசாப்தங்களாக இருந்து வருகிறது, ஆனால் சமீபத்தில் சுற்றுச்சூழல் கவலைகள் காரணமாக அதிக கவனம் செலுத்துகிறது.

ஒரு புதிய கார்பன் பிடிப்பு முறை

நிலையான நடைமுறை கார்பன் பிடிப்பு என்பது ஒரு வாயு கலவையிலிருந்து CO2 ஐப் பிடிப்பது மற்றும் பிரிப்பது, பின்னர் அதை சேமிப்பிற்கு கொண்டு செல்வது மற்றும் வளிமண்டலத்தில் இருந்து தொலைவில் பொதுவாக நிலத்தடியில் சேமித்து வைப்பது ஆகும். இந்த செயல்முறை அதிக ஆற்றல் கொண்டது, பல தொழில்நுட்ப சிக்கல்கள், அபாயங்கள் மற்றும் வரம்புகளை உள்ளடக்கியது, எடுத்துக்காட்டாக, சேமிப்பக தளத்தில் கசிவு அதிக நிகழ்தகவு. ஒரு புதிய ஆய்வு வெளியிடப்பட்டது செம் கார்பனை கைப்பற்றுவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றீட்டை விவரிக்கிறது. அமெரிக்காவின் எரிசக்தி துறையின் விஞ்ஞானிகள் நிலக்கரி எரியும் மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் இருந்து CO2 ஐ அகற்ற ஒரு தனித்துவமான முறையை உருவாக்கியுள்ளனர், மேலும் இந்த செயல்முறைக்கு தற்போது தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படும் அளவுகோல்களுடன் ஒப்பிடும்போது 24 சதவீதம் குறைவான ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் இயற்கையாக நிகழும் பணியில் ஈடுபட்டுள்ளனர் கரிம பிஸ்-இமினோகுவானைடின்கள் (BIGs) எனப்படும் சேர்மங்கள், முந்தைய ஆய்வுகளின்படி எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அனான்களுடன் பிணைக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. BIG களின் இந்த குறிப்பிட்ட பண்பு பைகார்பனேட் அனான்களுக்கும் பொருந்த வேண்டும் என்று அவர்கள் நினைத்தார்கள். எனவே BIGகள் ஒரு சர்பென்ட் (மற்ற மூலக்கூறுகளை சேகரிக்கும் ஒரு பொருள்) போல செயல்படலாம் மற்றும் CO2 ஐ திடமான சுண்ணாம்பு (கால்சியம் கார்பனேட்) ஆக மாற்றலாம். சோடா சுண்ணாம்பு என்பது கால்சியம் மற்றும் சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுகளின் கலவையாகும், இது ஸ்கூபா டைவர்ஸ், நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மற்றும் பிற மூடிய சுவாச சூழல்களால் வெளியேற்றப்படும் காற்றை வடிகட்டவும் மற்றும் CO2 இன் அபாயகரமான திரட்சியைத் தடுக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. காற்றை பல முறை மறுசுழற்சி செய்யலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஸ்கூபா டைவர்ஸிற்கான ரீப்ரீதர்கள் அவர்கள் தங்குவதற்கு உதவுகிறது நீருக்கடியில் நீண்ட காலமாக, இல்லையெனில் சாத்தியமற்றது.

குறைந்த ஆற்றல் தேவைப்படும் ஒரு தனித்துவமான முறை

இந்த புரிதலின் அடிப்படையில் அவர்கள் CO2 பிரிப்பு சுழற்சியை உருவாக்கினர், இது ஒரு அக்வஸ் பிக் கரைசலைப் பயன்படுத்தியது. இந்த குறிப்பிட்ட கார்பன்-பிடிப்பு முறையில் அவை கரைசல் வழியாக ஃப்ளூ வாயுவை அனுப்பியது, இதனால் CO2 மூலக்கூறுகள் பெரிய சர்பெண்டுடன் பிணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் இந்த பிணைப்பு அவற்றை ஒரு திடமான வகையாக படிகமாக்குகிறது. கரிம சுண்ணாம்புக்கல். இந்த திடப்பொருட்களை 120 டிகிரி செல்சியஸுக்கு சூடாக்கும்போது, ​​பிணைக்கப்பட்ட CO2 வெளியிடப்படும், அது பின்னர் சேமிக்கப்படும். தற்போதுள்ள கார்பன்-பிடிப்பு முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் இந்த செயல்முறை நிகழும் என்பதால், செயல்முறைக்குத் தேவையான ஆற்றல் குறைக்கப்படுகிறது. மேலும், திடமான sorbent மீண்டும் கரைக்கப்படலாம் நீர் மற்றும் மறுபயன்பாட்டிற்காக மறுசுழற்சி செய்யப்பட்டது.

தற்போதைய கார்பன்-பிடிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் சேமிப்பில் சிக்கல், அதிக ஆற்றல் செலவு போன்ற பல தொடர்ச்சியான சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளன. முதன்மையான பிரச்சினை திரவ சோர்பென்ட்களைப் பயன்படுத்துவதாகும், அவை காலப்போக்கில் ஆவியாகி அல்லது சிதைந்துவிடும், மேலும் அவற்றை வெப்பமாக்குவதற்கு மொத்த ஆற்றலில் குறைந்தது 60 சதவிகிதம் தேவைப்படுகிறது. உயர். தற்போதைய ஆய்வில் உள்ள திட சோர்பென்ட் ஆற்றல் வரம்பைக் கடக்கிறது, ஏனெனில் CO2 ஒரு படிகப்படுத்தப்பட்ட திட பைகார்பனேட் உப்பில் இருந்து கைப்பற்றப்படுகிறது, இதற்கு 24 சதவீதம் குறைவான ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. 10 தொடர்ச்சியான சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் சோர்பென்ட் இழப்பு இல்லை. ஆற்றலுக்கான இந்த குறைந்த தேவை கார்பன் பிடிப்புக்கான செலவைக் குறைக்கும் மற்றும் பில்லியன் கணக்கான டன் CO2 ஐக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​இந்த முறை கிரீன்ஹவுஸ் உமிழ்வை போதுமான அளவு பிடிப்பதன் மூலம் மிகவும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.

இந்த ஆய்வின் ஒரு வரம்பு ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த CO2 திறன் மற்றும் உறிஞ்சுதல் விகிதம் ஆகும், இது BIG sorbent இன் குறைந்த கரைதிறன் காரணமாகும். நீர். இந்த வரம்பை நிவர்த்தி செய்ய, அமினோ அமிலங்கள் போன்ற பாரம்பரிய கரைப்பான்களை இந்த பெரிய சர்பென்ட்களுடன் இணைப்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பார்க்கின்றனர். தற்போதைய சோதனை சிறிய அளவில் செய்யப்பட்டுள்ளது, இதில் 99 சதவீதம் CO2 வெளியேற்ற வாயுக்களில் இருந்து அகற்றப்பட்டது. ஒவ்வொரு நாளும் குறைந்தது ஒரு டன் CO2 மற்றும் பல்வேறு வகையான உமிழ்வுகளைப் பிடிக்கும் வகையில் இந்த செயல்முறையை மேலும் மேம்படுத்த வேண்டும். உமிழ்வுகளில் உள்ள மாசுகளைக் கையாள்வதில் இந்த முறை வலுவாக இருக்க வேண்டும். ஒரு கார்பன் பிடிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் இறுதி இலக்கு மலிவு மற்றும் ஆற்றல் திறன் கொண்ட முறையைப் பயன்படுத்தி வளிமண்டலத்தில் இருந்து CO2 ஐ நேரடியாகப் பிடிக்க வேண்டும்.

***

{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}

ஆதாரம் (ங்கள்)

வில்லியம்ஸ் என் மற்றும் பலர். 2019. படிக ஹைட்ரஜன்-பிணைக்கப்பட்ட பைகார்பனேட் டைமர்கள் வழியாக CO2 பிடிப்பு. செம்.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025