Новые ответы на вопрос, что делать с углекислым газом

Ученые США и Сингапура представили новые технологии, позволяющие утилизировать углекислый газ, образующийся в промышленных объемах. Американская технология дает возможность «отщипнуть» от двуокиси углерода атом кислорода и получить угарный газ (CO), чтобы затем смешать его с водородом для производства синтез-газа, который в дальнейшем используется в качестве экологически чистого топлива. А сингапурские специалисты нашли способ получать из углекислого газа этилен.

Ксяо Ю Ву (XiaoYu Wu) из MIT рядом с реактором, Фото: https://wattsupwiththat.com/

Проблема изменения климата поставила перед исследователями всего мира насущный вопрос - что делать с выбросами углекислого газа, который непосредственно влияет на климатические изменения? И при этом, без которого не обходится множество технологических процессов, от каковых мы просто не можем отказаться сегодня. Уже известно несколько методов по недопущению попадания углекислоты в атмосферу Земли. В частности, растворение ее в воде или закачивание в твердые горные породы на большой глубине.

Все эти способы позволяют избавиться от углекислого газа, но при этом являются затратными, т.е. экономически невыгодными. Поэтому поиски путей утилизации CO₂ продолжаются. Технологии, которые разработали исследователи из американского Массачусетского технологического института (MIT) и Национального университета Сингапура (NUS) как раз и отличаются своей рентабельностью.

Расщепление двуокиси углерода, предложенное учеными MIT, производится с помощью особой мембраны, выполненной из лантана, кальция и оксида железа и под воздействием очень высоких температур (990^⁰C). Такая мембрана может устанавливаться, к примеру, на обычной ТЭС, работающей на природном газе, и вырабатывающей большие объемы углекислоты. Встроенная в систему отвода углекислого газа, мембрана будет перерабатывать его в угарный газ, который далее смешивается с водородом и сам становится топливом для этой же электростанции! Или продаваться «на сторону».

Обеспечение требуемого нагрева на ТЭС не представляется большой проблемой: для этого необходимо небольшое количество природного газа, имеющегося на станции. КПД электростанции, таким образом, существенно возрастает. В перспективе исследователи допускают, что источником тепла для мембраны может стать энергия с солнечных электростанций. В настоящее время интерес к технологии проявила компания Shell Oil, которая взяла часть финансовых расходов.

Установка по производству "зеленого" этилена

Сингапурская технология не менее эффективна, нежели американская. Ее разработчиками является группа исследователей под руководством доцента Джейсоном Йе Бун Сианга (Jason Yeo Boon Siang). Для начала небольшая справка: этилен - это ценное сырье для химической промышленности, применяемое для производства пластмасс, резины и синтетических волокон. Традиционная технология его изготовления предполагает использование высоких температур (750 - 950^⁰C), повышенного давления и большого количества энергии, которая генерируется, чаще всего, за счет сжигания углеводородов. В результате на каждую тонну этилена, спрос на который в мире, кстати говоря, постоянно растет, образуется в среднем 2 тонны углекислого газа.

Технология производства этилена, предложенная сингапурскими учеными, позволяет получать это вещество при комнатной температуре, естественном давлении и за счет солнечного света (так называемый, искусственный фотосинтез). А самое главное - основным компонентом, из которого делается этилен по этой технологии, является углекислый газ. Другим компонентом, участвующим в реакции, является обычная вода. Главное новшество - специальный медный катализатор, разработанный учеными.

На созданном командой разработчиков прототипе коэффициент полезного действия по току (faradaic efficiency) достигал 30%. Таким образом эффективность искусственного фотосинтеза этилена сравнима с эффективностью природного фотосинтеза у зеленых листьев растений. Теперь сингапурцы намерены синтезировать из CO₂ этиленгликоль.

Добавить TopClimat.ru в «Мои источники» в Яндекс Новости