جذب ۹۹ درصد دی اکسید کربن از هوا با یک روش جدید

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از یورک آلرت، محققان متوجه شدند ماده ایزوفرون دیامین (IPDA) در یک سیستم «فاز جداسازی مایع- جامد» دی اکسید کربن را در غلظت کم موجود در اتمسفر با ۹۹ درصد کارآمدی حذف می‌کند.

این ترکیب را می‌توان با حداقل حرارت و ۲ برابر سریع‌تر از سیستم‌های موجود دوباره استفاده کرد که یک پیشرفت تازه برای جذب مستقیم کربن از هوا است.

مهم‌ترین چالش سیستم‌های جذب کربن از هوا (DAC) کارآمدی آنها به خصوص در فرایند فراوری هوای اتمسفر است. به دلیل غلظت‌های مختلف دی اکسید کربن، واکنش‌های شیمیایی آنها با جاذب های بسیار کند انجام می‌شود. از سوی دیگر در خارج کردن دی اکسیدکربن به شیوه‌ای حافظ محیط زیست و در چرخه‌های جذب و دفع، چالش‌هایی وجود دارد که احتمالاً انرژی زیادی مصرف می‌کند. حتی در تلاش‌های پیشروانه برای ساخت واحدهای DAC که از هیدروکسید پتاسیم و هیدروکسید کلسیم استفاده می‌کنند، کارآمدی با اختلالاتی جدیدی روبرو می‌شود و از سوی دیگر هزینه‌های احیا نیز بسیار بالا است. به همین دلیل نیاز به کشف فرایندهایی جدید بسیار حیاتی است.

در این میان گروهی از محققان به رهبری پروفسور سیجی یامازو از دانشگاه متروپولیتن توکیو نوعی از فناوری DAC به نام سیستم‌های فاز جداسازی مایع- جامد را بررسی کردند.

در بسیاری از این سیستم‌ها یک حباب هوا از طریق مایع ایجاد می‌شود و از سوی دیگر واکنشی شیمیایی بین مایع و دی اکسید کربن نیز به وجود می‌آید. طی انجام واکنش، محصول آن در مایع تجمیع می‌شود. در نتیجه واکنش‌های بعدی کندتر و کندتر می‌شوند. سیستم‌های فاز جداسازی مایع-جامد یک راه حل ایده آل ارائه می‌کنند که طی آن محصول واکنش شیمیایی غیر محلول و به شکل جامد است. به این ترتیب دیگر ماده حاصل از واکنش در مایع تجمیع نمی‌شود و سرعت واکنش‌های بعدی نیز کندتر نمی‌شود.

این گروه از محققان روی ترکیب‌های مایع آمین، اصلاح ساختار آنها برای بهبود سرعت واکنش و کارآمدی درغلظت های مختلف دی اکسید کربن هوا تمرکز کردند. آنها متوجه شدند یک محلول آبی ترکیب ایزوفرون دیامین می‌تواند ۹۹ درصد دی اکسید کربن موجود در هوا را به یک رسوب جامد اسید کاربامیک تبدیل کند.

آنها در حقیقت نشان دادند برای آنکه ماده جامد موجود در محلول دی اکسید کربن جذب شده را به طور کامل آزاد کند باید ۶۰ درجه سانتیگراد حرارت ببیند و پس از آن به حالت مایع برمی گیرد.

نرخ حذف دی اکسید کربن دو بار سریع‌تر از سیستم‌های آزمایشگاهی DAC است. به این ترتیب سیستمی که محققان ژاپنی ساخته اند سریع‌ترین سیستم جذب دی اکسید کربن در جهان در برابر فراوری غلظت‌های اندک این ماده در هوا است.

خبرگزاری مهر را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید