研究者は、安価で効率的な CO2 回収のための塩を作成します。 メタンハイドレートの真似

キング・アブドラ科学技術大学（KAUST）のCafer T. Yavuz教授、中国科学技術大学（USTC）のBo Liu教授、南方科学大学のQiang Xu教授が率いる国際研究者チームand Technology (SUSTech) は、単結晶硫酸グアニジニウムベースのクラスレート塩を使用した、炭素の捕捉と貯蔵のための有望な方法を開発しました。 彼らの研究に関するオープンアクセス論文が Cell Reports Physical Science に掲載されています。

メタンハイドレートは、高圧下で二酸化炭素などのガス分子を捕捉して捕捉する能力が研究されています。 しかし、実験室でこれらの条件を再現することは困難または不可能であり、メタン氷固体は冷却が必要なため、このアプローチはさらにエネルギーを大量に消費します。 研究者らは、硫酸グアニジニウムベースの塩を使用して、メタンハイドレートの活動を効果的に模倣するクラスレートと呼ばれる格子状の構造を作成することに成功し、CO2分子を捕捉して、エネルギー効率よく温室効果ガスを封じ込められる方法を実現した。

硫酸グアニジニウムは、CO2 分子と反応せずに、CO2 分子を組織化して捕捉する働きをします。 私たちは、周囲温度および周囲圧力で安定で非腐食性であるクラスレートの稀な例を発見しました。これは、炭素回収に一般的に使用されるエタノールアミン、アンモニア、およびその他の溶液と比較して、非常に望ましい特徴です。

以前の炭素捕捉方法には、CO2 分子と表面の間に化学結合が形成される化学吸着が含まれていました。 このプロセスはうまくいきました。 ただし、化学結合を分解するにはエネルギーが必要であり、これにより CO2 回収作業のコストが上昇します。 塩ベースのクラスレート構造は、水や窒素の干渉なしに CO2 を捕捉しながら低エネルギーの物理吸着プロセスを利用し、急速な CO2 固化による将来の炭素捕捉および貯蔵技術の有望な場所を開きます。

CO2 の捕捉および放出プロセスにおける圧力スイングによる可逆的なクラスレート形成の概略図。 (A) CO2 分子が高圧、低温で水のクラスターに閉じ込められた CO2 ハイドレート。 (B) 硫酸グアニジニウムと CO2 からのクラスレート、CO2@Gua2SO4。32 kPa という低い圧力と排ガス条件 (35°C 以下) の温度で CO2 を捕捉できます。 翔ら。

この発見により、二酸化炭素を固体として貯蔵および輸送する新しい方法が導入されました。 CO2 は従来、ドライアイスの形で固体として運ばれます。 ガスシリンダーで圧縮されます。 または炭酸塩の形で。 塩クラスレートにより CO2 を固体粉末として輸送できるため、重量あたりの体積が著しく大きくなり、この方法はエネルギー消費量が最も少なくなり、現実の用途に多大な可能性をもたらします。

私たちのチームは、冷蔵や加圧を必要とせずに CO2 を固体の形で運ぶことを可能にしました。 これからは、文字通り CO2 を含んだ固形物をシャベルで取り除くことができるようになります。 世界の燃料産業と王国の団体は、エネルギーに大きな負担をかけずに CO2 を回収、貯蔵、輸送する方法を積極的に模索しているため、その影響は広範囲かつ強力です。

研究チームは、彼らの発見が安定性、リサイクル可能性、収着能力と選択性の点でCO2回収のさらなる改善につながり、再生エネルギーのペナルティとコストの削減につながると楽観的に見ている。

研究は南方科学技術大学、中国科学技術大学、キングアブドラ科学技術大学で実施された。

リソース

Zhiling Xiang、Congyan Liu、Chunhui Chen、Xin Xiao、Thien S. Nguyen、Cafer T. Yavuz、Qiang Xu、Bo Liu (2023) 「圧力スイング結晶化による安定した単結晶二酸化炭素クラスレート粉末の合成」、Cell Reports Physical科学、土井: 10.1016/j.xcrp.2023.101383

投稿日: 2023 年 5 月 8 日 カテゴリー: 二酸化炭素回収・貯留 (CCS), 市場の背景 | パーマリンク | コメント (3)