Jak tanio i skutecznie przechwycić CO2

| Technologia
Gerry Dincher, CC

Naturalny gaz to najczystsze spośród wszystkich paliw kopalnych. Wychwytywanie CO2 jeszcze zwiększa przewagę gazu nad innymi paliwami. Jednak obecnie używane techniki są kosztowne i mało efektywne.

James Tour z Rice University opracował nowy materiał, który wychwytuje CO2 u wylotu odwiertów. Materiał skutecznie działa w temperaturze otoczenia i przy ciśnieniu naturalnie występującym w studniach. Jego rozpowszechnienie się pozwoli nie tylko na pozyskanie tanim kosztem czystszego gazu, ale umożliwi też sięgnięcie po zasoby, których obecnie się nie wydobywa ze względu na duże zanieczyszczenie dwutlenkiem węgla.

W laboratorium Toura powstał materiał, który przechwytuje i polimeryzuje molekuły dwutlenku węgla. Cały proces zachodzi przy naturalnym ciśnieniu odwiertu. Gdy ciśnienie zostaje zmniejszone, dwutlenek węgla ulega depolimeryzacji i uwalnia się z materiału, który może przyjmować kolejną porcję gazu.

Nasza technika pozwala na oddzielenie dwutlenku węgla już u źródła. Gazu nie trzeba transportować do specjalnej stacji, gdzie CO2 jest oddzielany. To szczególnie ważne przy wydobyciu na morzu, gdzie budowa specjalnych instalacji jest szczególnie uciążliwa. Teraz kompanie wydobywcze będą mogły pompować oddzielony dwutlenek węgla z powrotem pod ziemię, gdzie znajdował się przez miliony lat lub też wykorzystać go w czasie procesu wydobycia. Będą też mogły sprzedawać go innym gałęziom przemysłu - mówi Tour.

Wspominany materiał to zawierający nanopory węgiel wzbogacony w azot lub siarkę. Jest tani i łatwy w produkcji w porównaniu ze stosowanymi obecnie płynnymi środkami bazującymi na aminach. Aminy wywołują korozję, niszczą urządzenia. Przechwytują CO2, ale później trzeba je podgrzać do 140 stopni Celsjusza by uwolniły uwięziony dwutlenek węgla. To olbrzymie marnotrawstwo energii - mówi uczony.

Sam porowaty węgiel nie byłby zdolny do przechwycenia CO2, dlatego trzeba go wzbogacić w atomy azotu lub siarki, które rozpoczynają reakcję polimeryzacji gazu cieplarnianego. Kolejną zaletą nowego materiału jest fakt, że nie przechwytuje on molekuł metanu, propanu i etanu. Mogą się one, co prawda, przyczepiać do węgla, jednak rosnące polimerowe łańcuchy CO2 z łatwością je wypychają.

Eksperymenty wykazały, że nowy materiał sprawuje się najlepiej gdy zostaje wzbogacony siarką. Jest wówczas w stanie uwięzić tyle CO2, że jego waga zwiększa się o 82%. Wzbogacony azotem uwięzi nieco mniej gazu. Okazało się również, że nie ulega on degradacji w kolejnych cyklach przechwytywania i uwalniana CO2. Jeden gram materiału Toura pozwala na pokrycie powierzchni 2500 metrów kwadratowych.

dwutlenek węgla CO2 gaz naturalny