Jak tanio i skutecznie przechwycić CO2

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