MOF adsorbanları CO₂’yi düşük sıcaklıkta nasıl yakalar, daha az ısıyla nasıl bırakır ve bu neden her çevrimin enerji maliyetini düşürür.
Neden önemli
Sanayi, CO₂’yi egzozundan ayırmak zorunda; bugünkü sorbentlerin işletme maliyeti ise yüksek.
59Gt CO₂ eşdeğeri
2019’da küresel sera gazı emisyonu
+1,1°C
küresel ısınma (2011–2020, 1850–1900’e göre)
İklim Yasası ve AB’nin Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması emisyonu bir maliyet kalemine dönüştürüyor. Çimento, enerji ve ağır sanayinin ihtiyacı, yalnızca teknik olarak mümkün olan değil, işletmesi de karşılanabilir bir karbon yakalama.
Bir tesis için mesele enerjiye varıyor: CO₂’yi yakalamak ve adsorbanı yeniden boşaltmak ne kadar az enerjiyle yapılabilir.
Kaynak: IPCC Altıncı Değerlendirme Raporu
Uygulamalar
Önce yakala, sonra rejenere et: akış gaz da olsa su da olsa aynı iki adım.
Baca gazı sabit yataktan geçer. CO₂ gözeneklerde kalır, akışın geri kalanı yoluna devam eder. Ardından hafif bir ısıtma CO₂’yi serbest bırakır ve yatağı bir sonraki çevrime hazırlar. Hedefimiz 120 °C ve altı.
Kimler için Çimento, enerji ve ağır sanayi
Aynı gözenekli platform ağır metallere ve organik kirleticilere yönelir. Adsorban, atılmak yerine rejenere edilip tekrar kullanılacak şekilde tasarlanır.
Kimler için Çevre teknolojileri ve endüstriyel su
Neden çalışır
MOF-74’te metal bölgeleri kanalın içine bakar. CO₂ oraya bağlanır, gazın geri kalanı geçip gider.
Metal-organik kafes yapılar metal düğümler ve organik bağlayıcılardan kurulur; gözenekler bulunmaz, tasarlanır. MOF-74’te açık metal bölgeleri düşük sıcaklıkta CO₂’ye yüksek seçicilik sağlar, mezoporoz yapı ise gazın kristal içinde ilerlemesini sürdürür. İkisi birlikte, düşük sıcaklıkta yakalama ve daha az ısıyla rejenerasyonun temelini oluşturur.
mm
Şekillendirilmiş adsorban kolonu doldurur.
µm
Her parçacık ince kristallerden oluşur.
nm
Her kristalin içinden altıgen kanallar geçer.
Å
CO₂ açıkta kalan metal atomuna bağlanır.
Çevrim
Bir adsorban ancak boşaltılabiliyorsa işe yarar. Yatak ısıtıldığında bağlı CO₂ serbest kalır ve bölgeler bir sonraki çevrim için açılır. Bu sıcaklık ne kadar düşükse her çevrimin enerji maliyeti de o kadar düşük olur. Hedefimiz 120 °C ve altı.
°C
Yakalama
25 °CHedef ≤ 120 °C
Karşılaştırma
Yerleşik seçeneklerin her biri sorunun bir kısmını çözer, bir kısmını açık bırakır.
| Teknoloji | Mekanizma | Sınırlar |
|---|---|---|
| Aminler | Yüksek kapasiteli kimyasal adsorpsiyon | Yüksek rejenerasyon enerjisi, çözücü bozunması ve kayıpları, korozyon |
| Aktif karbon | Fiziksel adsorpsiyon | Düşük gaz seçiciliği, düşük yakalama kapasitesi |
| Zeolitler | Fiziksel adsorpsiyon | Düşük gaz seçiciliği, nem varlığında performans kaybı |
| MOF-74 | Açık metal bölgelerine bağlanma | Geliştirdiğimiz yapı: yüksek seçicilik, mezoporoz yapı, düşük sıcaklıkta yakalama kapasitesi |
Doğrulama
Bir projenin ihtiyaç duyduğu sırayla üç kontrol.
Tanımlı koşullarda kapasite ve seçicilik.
Numune kabında değil, dolgulu yatakta davranış.
Tekrarlanan yakalama ve rejenerasyon boyunca performans.
Akışınızı ve proses koşullarınızı bize gönderin. Malzemelerimizin uygun olup olmadığını açıkça söyleyelim, ilk testin neleri kapsayacağını da anlatalım.
Görüşmeye başlayın