غشایی که CO2 را از بقیه گازها جدا می کند

به گزارش مجله دور زمین، دانشمندان غشای جدیدی ابداع کرده اند که گاز کربن دی اکسید را از سایر گازها جدا می کند.

غشایی که CO2 را از بقیه گازها جدا می کند

دانشمندان نوع جدیدی از غشای نقره خودمونتاژ را ایجاد کرده اند که می تواند برای دریافت انتشار کربن دی اکسید(CO2) قبل از اینکه شانس انتشار در جو را داشته باشد، مورد استفاده قرار گیرد.

محققان با استفاده از تکنیکی که می گویند قبلاً هرگز مورد آزمایش قرار نگرفته بود، غشای جداساز گازی خود را با اندکی از فلز ارزشمند نقره ساختند و جریان CO2 را برای رشد کریستال های کوچک نقره یا دندریت ها روی این غشاء قرار دادند.

سپس این دندریت ها بازده ساختار را به طرز چشمگیری افزایش می دهند و باعث می شوند مقادیر زیادی CO2 و اکسیژن بدون نیاز به استفاده از میزان زیادی از این فلز گرانبها مانند روش های پیشین از آن عبور کند.

گرگ ماچ مهندس تسخیر کربن از دانشگاه نیوکاسل در انگلستان توضیح داد: ما تمام این غشاء را از نقره نساخته ایم. در عوض، ما مقدار کمی از نقره را به آن اضافه کردیم و آن را درون غشاء پرورش دادیم و عملکردی را که می خواستیم به آن اضافه کردیم.

این فرآیند نمونه ای از آن چیزی است که ضبط و ذخیره کربن(CCS) نام دارد که شامل طیف گسترده ای از رویکردها برای فیلتر انتشار CO2 با هدف جلوگیری از جاری شدن آن در جو و گرم شدن کره زمین است.

تعداد متنوعی از پروژه های CCS صنعتی در سراسر جهان اجرا شده است که برخی از آنها به چند دهه قبل بر می شود. اما این حوزه هنوز در حال پیشرفت است و پیشرفت های علمی و اقتصادی در زمینه ضبط کربن در همه زمان ها صورت می گیرد.

یک محدودیت بزرگ که باعث از بین رفتن برخی از ایده ها حول CCS می شود، هزینه آن است. در حالی که دانشمندان ایده های درخشان و بی نظیری دارند که با موفقیت در آزمایشگاه تحقق می یابند، دریافتن چگونگی عملی ساختن و مقرون به صرفه کردن آنها در مقیاس صنعتی چیز دیگری است.

نقره نمونه دیگری از این چالش را نشان می دهد. در حالی که همه می دانند که نقره یک فلز گرانبها است، بسیاری از ما نمی دانیم که این ماده برای استفاده در برخی از برنامه های CCS نیز بسیار مؤثر است.

چند روش مختلف وجود دارد که می توان CO2 را از سایر گازها جدا کرد: با جذب، جذب سطحی و استفاده از غشاهای جداساز که بازیگرهای اصلی هستند.

غشاها در CCS به عنوان یک مانع نفوذپذیر عمل می کنند تا برخی از گازها را متوقف کنند، در حالی که به سایرین اجازه عبور می دهند. محققان می گویند هنگامی که نقره در کلاسی از غشاها به نام غشاهای دو فاز کربنات مذاب استفاده می شود، برخی از قوی ترین کارایی هایی را که در جداسازی CO2 دیده می شود، ارائه می دهد.

البته نقره یک ماده ارزان نیست که همین امر، مشکل ساز است. اما محققان دانشگاه نیوکاسل در مطالعه جدید خود، راهی برای استخراج مزایای استفاده از نقره در فرآیند جداسازی CO2 دریافت که در واقع نیازی به مقدار زیادی از عناصر نقره ندارد.

محققان در آزمایشات خود از قرص ها و لوله های آلومینیوم اکسید برای ساخت پایه غشای خود استفاده کردند و فقط مقداری نقره به مخلوط اضافه کردند. هنگامی که غشاء به کار می افتد، شبکه ای از دندریت های نقره بر روی سازه شروع به رشد می کند.

محققان توضیح می دهند: از طریق رشد غیرتعادلی دندریت های نقره، از مقادیر اندکی از نقره استفاده می شود که به تولید غشایی کم هزینه منجر می شود.

این گروه می گوید که این غشاء به بیشترین بازده تا به امروز رسیده است، در حالی که میزان نقره مورد نیاز به طرز چشمگیری کاهش یافته است.

ماچ می گوید: مهم تر از همه، عملکرد غشاء در حد مورد نیاز برای رقابت با فرآیندهای موجود در جذب کربن است. در واقع این احتمالاً باعث می شود که تجهیزات مورد نیاز برای این کار به طور قابل توجهی کاهش یابد و به طور بالقوه هزینه های عملیاتی را نیز کاهش می دهد.

اگر ما بخواهیم از نقره در غشاهای CCS استفاده کنیم، ورای سودآوری اقتصادی آن، محققان پیشنهاد می کنند که با استفاده از مکانیسم های نفوذ که تا به امروز کاملاً مورد کاوش قرار نگرفته اند، می توانیم به دنبال روش های جدید تولید غشاها باشیم.

این مطالعه در مجله Energy & Environmental Science منتشر شده است.،ایسنا

منبع: ایران آنلاین
انتشار: 17 تیر 1399 بروزرسانی: 3 مهر 1399 گردآورنده: dorezamin.ir شناسه مطلب: 1149

به "غشایی که CO2 را از بقیه گازها جدا می کند" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "غشایی که CO2 را از بقیه گازها جدا می کند"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید